JP6114956B2 - 導光体、照明装置、および画像読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、光源からの出射光を線状光にして出射する導光体、該導光体を備えた照明装置、および該照明装置を備えた画像読取装置に関する。

従来、この種の照明装置としては、例えば特許文献１に記載の二分岐線状光源装置がある。この光源装置において、透明な棒状の導光体には、長手方向に伸びる第一変向面および第二光変向面と、第一光変向面に対向する第一光出射面と、第二光変向面に対向する第二光出射面と、が形成されている。第一および第二光変向面は、第一および第二光変向面に対する長手方向に伸びる垂直面が交差するように配置された二つの面で形成されているので、第一および第二光出射面から収束された二方向の線状光を出射させることができる。

出射された一方の線状光は、読取対象となる原稿に直接照射され、他方の線状光はミラーを介して原稿の同一領域に照射される。原稿での反射光は、ミラーや結像レンズによって撮像素子に結像させられる。撮像素子は、受光面に結像された光から、原稿画像を表す電気信号に変換する。

特開２００８−２１６４０９号公報

ところで、周知の通り、原稿面照度を決定する因子として、読取速度と撮像素子の感度とがあり、同じ撮像素子を用いた場合には、原稿面照度が大きい程、読取速度が高速となる。

以上のことから、原稿面照度は、要求される読取速度に基づき、適切に設定されることが好ましい。原稿面照度を設定する手法の一つとして、光源数を適切な個数に設定することが挙げられる。従来の照明装置では、導光体の片側のみに単一の光源を設置するか、両側に複数の光源を設置することが可能となる。しかし、この場合、導光体の設計を変更する必要がある。

それゆえに、本発明の目的は、共通の導光体により異なる光量の光源の数を使い分けることが可能な導光体、該導光体を備えた照明装置、および該照明装置を備えた画像読取装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の第一局面は、入射光を複数の線状光にして出射する導光体であって、第一乃至第三光源が対向配置可能な第一乃至第三入射部と、前記第一入射部と対向しており、前記第一光源からの入射光を二分岐する光分岐部と、前記光分岐部に対し互いに対称に前記光分岐部と接合された第一導光部および第二導光部であって、入射光を全反射させつつ内部を伝搬させる第一導光部および第二導光部と、前記第一導光部および第二導光部に設けられた第一反射部および第二反射部であって、前記第一導光部および前記第二導光部を伝搬した光が入射されると入射光を反射して、全反射条件から外れた光を線状光として前記第一導光部および前記第二導光部から出射させる第一反射部および第二反射部と、を備えている。

前記導光体は、前記第一光源のみが配置される第一配置パターン、前記第二光源および前記第三光源のみが配置される第二配置パターン、および、前記第一乃至前記第三光源が配置される第三配置パターンのいずれかで選択的に用いられる。前記第一配置パターンにおいて、前記光分岐部は、前記第一光源の出射光を二分岐し、分岐した光の一方は前記第一導光部に、他方は前記第二導光部に入射される。前記第二配置パターンにおいて、前記第一導光部および前記第二導光部には前記第二光源および前記第三光源の出射光が入射される。また、前記第三配置パターンにおいて、前記光分岐部は、前記第一光源の出射光を二分岐し、分岐した光の一方は前記第一導光部に、他方は前記第二導光部に入射されると共に、前記第一導光部および前記第二導光部には、前記第二光源および前記第三光源の出射光が入射される。

また、本発明の第二局面は、上記導光体を備えた照明装置であり、第三局面は、上記照明装置を備えた画像読取装置である。

上記各局面によれば、共通の導光体により異なる光量の光源の数を使い分けることが可能となる。

本発明の一実施形態に係る画像読取装置の大略的な構成を示す模式図である。 図１に示す照明装置の斜視図である。 図２に示す照明装置をＺ軸正方向側から見た時の上面図である。 図３の線Ａ−Ａ’に沿う導光体の縦断面をＸ軸負方向側から見た図である。 図３に示す入射部を詳細に示す上面図である。 図４に示す第一反射部の第一構成例を示す図である。 第一配置パターンを模式的に示す図である。 第二配置パターンを模式的に示す図である。 図８Ａに示す反射面の好ましい構成を示す図である。 第三配置パターンを模式的に示す図である。 図２に示す導光体の第一変形例を示す斜視図である。 図２に示す導光体の第二変形例を示す斜視図である。 図１１Ａに示す導光体の側面図である。 図２に示す導光体の第三変形例を示す模式図である。 図４に示す第一反射部の第二構成例を示す図である。

《実施形態》
以下、図面を参照して、一実施形態に係る導光体、照明装置および画像読取装置について詳説する。

《はじめに》
まず、図中のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸について説明する。Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は互いに直交する。また、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、画像読取装置の主走査方向、副走査方向および上下方向を示している。Ｘ軸は、主走査方向だけでなく、導光体、照明装置および画像読取装置の前後方向や、光源の光軸の方向を示す。Ｙ軸は、副走査方向だけでなく、導光体、照明装置および画像読取装置の左右方向を示す。

《画像読取装置の構成について》
図１において、画像読取装置１は、筐体１２と、原稿カバー１４と、プラテンガラス１６と、第一スライダユニット１８と、第二スライダユニット１１０と、結像レンズ１１２と、撮像素子１１４と、照明装置１１６と、第一ミラー１１８，第二ミラー１２０および第三ミラー１２２と、を備えている。

筐体１２の内部には、両スライダユニット１８，１１０と、結像レンズ１１２と、撮像素子１１４と、照明装置１１６と、ミラー１１８，１２０，１２２と、が収容されている。

筐体１２の上面には略矩形状の開口が形成されている。この開口には、板状のプラテンガラス１６が取り付けられている。プラテンガラス１６の上面には、原稿Ｄが読取り面側を下に向けて載置される。

原稿カバー１４は、筐体１２の上面に開閉自在に設けられ、ユーザの操作により閉じられて原稿Ｄに覆い被さる。

照明装置１１６は、典型的には、図１に示すように、プラテンガラス１６の下方に設けられている。この照明装置１１６は、図２〜図４に示すように、導光体２２と、例えば第一光源２４ａと、を備えている。この照明装置１１６は、光源２４ａの出射光から、導光体２２の内部で二つの線状光Ｌ３，Ｌ４を生成する。照明装置１１６は、生成した線状光Ｌ３，Ｌ４を、導光体２２の二カ所から出射して、プラテンガラス１６上の原稿Ｄにおける読取領域Ａを照射する。ここで、読取領域Ａとは、原稿Ｄにおける主走査方向一ライン分である。なお、照明装置１１６のさらに詳しい説明は後で行う。

ここで、照明装置１１６およびミラー１１８は、第一スライダユニット１８に搭載されている。第一スライダユニット１８は、原稿Ｄの読取動作中、プラテンガラス１６の下面に沿って、照明装置１１６およびミラー１１８を副走査方向に速度Ｖで送る。

また、ミラー１２０，１２２は、第二スライダユニット１１０に搭載されている。第二スライダユニット１１０は、読取動作中、プラテンガラス１６の下面から若干下方に離れた位置で、ミラー１２０，１２２を副走査方向に速度Ｖ／２で送る。上記のように速度制御された送り動作により、読取動作中、原稿Ｄでの反射光の撮像素子１１４までの光路長を一定にしている。また、この送り動作により、照明装置１１６は、副走査方向に移動しつつ、原稿Ｄ全域を読取領域Ａとする。

再度、図１を参照する。ミラー１１８，１２０，１２２は、原稿Ｄでの反射光（一点鎖線で示す）を結像レンズ１１２へと導く。結像レンズ１１２は、ミラー１２２での反射光を通過させて撮像素子１１４に結像させる。撮像素子１１４は、受光面に結像された光から、原稿Ｄの主走査方向一ラインを光の三原色で表す電気信号に順次変換する。

《照明装置の詳細について》
照明装置１１６は、図２等に示すように、導光体２２と、例えば第一光源２４ａと、を備えている。ここで、本照明装置１１６は、後述から明らかなように、第一乃至第三光源２４ａ〜２４ｃを備えることが可能であるが、図２等には、第一光源２４ａが設けられている場合が示されている。

導光体２２は、例えば、Ｘ軸方向に３００ｍｍ程度の長さで、高い光透過率を有する透明の材料で作製される。この種の材料としては、ＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙ Ｍｅｔｈｙｌ Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）のような樹脂材料がある。他にも、導光体２２はガラス材料で作製されることもある。また、導光体２２は第一縦中心面Ｃ（図３等を参照）に対し互いに対称な形状を有することが好ましい。ここで、第一縦中心面Ｃは、導光体２２のＹ軸方向中心を含む面である。

このような導光体２２は、図３および図４に示すように、大略的には、第一入射部２２２と、第二入射部２２４と、第三入射部２２６と、第一分岐面２２８と、第二分岐面２３０と、第一導光部２３２と、第二導光部２３４と、第一反射部２３６と、第二反射部２３８と、を備えている。入射部２２２，２２４，２２６、分岐面２２８，２３０、導光部２３２，２３４および反射部２３６，２３８のそれぞれは上記材料から作製される。以下各部について詳説する。

入射部２２２，２２４，２２６のそれぞれは、図５に示すように、ＹＺ平面に平行な面である。本実施形態では、入射部２２２，２２４，２２６はＹ軸に沿って段差無く整列するよう設けられており、より具体的には、入射部２２２に対して、入射部２２４がＹ軸の正方向側に、入射部２２６がＹ軸の負方向側に設けられる。また、入射部２２２，２２４，２２６は、導光体２２のＸ軸の負方向側の端であって、互いに同じＸ軸方向位置に設けられる。また、入射部２２２は、光源２４ａからの出射光が入光可能な大きさの面（例えば矩形状の面）で構成される。同様に、入射部２２４，２２６は、光源２４ｂ，２４ｃの出射光が入光可能な矩形状の面で構成される。このような入射部２２２，２２４，２２６には、光軸Ｏａ〜Ｏｃが同一方向を向くように光源２４ａ〜２４ｃが配置可能となっている。

第一分岐面２２８は、Ｚ軸正方向側（以下、視方向という場合がある）からの平面視で、第一縦中心面Ｃと角度θをなす斜面であって、光軸Ｏａ上の第一点Ｐ１を含むように設計された矩形状の斜面である。第一点Ｐ１から角度θで、分岐面２２８は、Ｘ軸およびＹ軸の正方向側に向かって延在するように設計される。角度θは、導光体２２の材料の屈折率ｎに依存する。例えば、ｎ＝１．５の場合、角度θは約２４．１度以下となる。また、θは、θ＝０の時に、分岐面２２８が入射部２２２に対し垂直となる。また、角度θは、第一縦中心面Ｃに対し時計回りに数える。

分岐面２３０は、第一縦中心面Ｃを基準として分岐面２２８と略対称な形状を有する。

上記のような分岐面２２８，２３０は、光分岐部を構成しており、入射部２２２とＸ軸方向に相対向しており、入射部２２２に向かって突出する尖端を構成するように交差する。

ここで、この尖端までの入射部２２２からのＸ軸方向距離は、ある程度短いことが好ましい。例えば、視方向からの平面視で、第一縦中心面Ｃから導光体２２のＹ軸方向の各端部までの距離を１０ｍｍとし、導光部２３２，２３４のＹ軸方向に沿う幅を７ｍｍとし、光源２４ａの最大照射角度を５０度とすると、約５ｍｍ以下と設計される。なお、θ，ｎについては上記の通りである。

また、入射部２２２および分岐面２２８におけるＹ軸正方向側の端同士は面２４０で、また、入射部２２２および分岐面２３０における負方向側の端同士は面２４２で接続される。また、入射部２２２および分岐面２２８，２３０のＺ軸正方向側の端同士、また、それらの負方向側の端同士は、図示しない面でそれぞれ接続されている。

《導光部の詳細について》
導光部２３２，２３４はそれぞれ、図３〜図５に示すように、Ｘ軸と平行に延在するロッド状の部材である。導光部２３２，２３４のＸ軸負方向側の端部は、面２４０，２４２に接合される。それぞれの接合位置から、導光部２３２，２３４は、視方向からの平面視で、Ｙ軸方向に間隔をあけてＸ軸正方向に向かって延在する。そして、導光部２３２，２３４のＸ軸正方向側の端同士が接合される。この構成により、分岐面２２８，２３０と導光部２３２，２３４との内側には、Ｘ軸方向に延在するスリット２４４が形成される。

また、導光部２３２，２３４は、図３および図４に示すように、第一縦中心面Ｃを基準として互いに対称な形状を有することが好ましい。より具体的には、図４に示すように、視方向からの平面視で、導光部２３２は、読取領域Ａに対してＹ軸の正方向側に設けられ、導光部２３４は、その負方向側に設けられる。

反射部２３６は、図４に示すように、導光部２３２内においてＺ軸負方向側の端部に形成される。反射部２３６は、読取領域ＡのＸ軸方向長さをカバー可能な長さを有しており、例えば図６に示すようにＸ軸方向に配列された複数のプリズムから構成されている。

また、反射部２３８は、図４に示すように、導光部２３４内のＺ軸負方向側端部に、第一縦中心面Ｃを基準として反射部２３６と対称な形状となるように形成されている。

再度、図５を参照する。各光源２４ａ〜２４ｃは、一般的には、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）であって、白色光を放射する。また、光源２４ａ〜２４ｃは、例えば約１２０度の半減角を有する。ここで、半減角とは、光源２４ａ〜２４ｃの光軸Ｏの方向への放射光の輝度を１００％とした時、輝度が５０％となる光線間の角度である。

各光源２４ａ〜２４ｃは、入射部２２２，２２４，２２６に対し下記条件（１）〜（５）を満たすように配置される。（１）光源２４ａは入射部２２２に対向する。また、光源２４ｂ，２４ｃは、入射部２２４，２２６に対向する。（２）光源２４ａは、入射部２２２に対しＸ軸の負方向側に配置される。光源２４ｂ，２４ｃは、入射部２２４，２２６に対しＸ軸の負方向側に配置される。（３）光源２４ａの光軸Ｏａが入射部２２２と直交する。光源２４ｂ，２４ｃの光軸Ｏｂ，Ｏｃが入射部２２４，２２６と直交する。（４）光軸Ｏａが第一縦中心面Ｃに含まれる。（５）光源２４ａは、好ましくは、最大照射角度の光が入射部２２２に入光可能に入射部２２２に近接する。光源２４ｂ，２４ｃは、好ましくは、最大照射角度の光が入射部２２４，２２６に入光可能に入射部２２４，２２６に近接する。

《第一配置パターンについて》
本実施形態に係る照明装置１１６では、原稿面照度を最小レベルにするために、単一の光源２４ａが入射部２２２に対向配置される。この時、図７に示すように、光源２４ａを入射部２２２に対して固定するために、第一集光部材の一例としての集光型アタッチメント２６ａを用いることが好ましい。また、光源２４ａの最大照射角が大きく、その出射光全てを入射部２２２に直接入光させることができない場合がある。それゆえ、集光型アタッチメント２６ａは、光源２４ａの周囲（但し、光軸Ｏａの方向を除く）を覆う第一反射面２６２ａを備えている。この反射面２６２ａは、自身への入射光を入射部２２２の方向に反射させる。

上記の通り配置された光源２４ａは、図７に矢印ａで示すように光ａを出射する。この出射光ａは入射部２２２を透過して、透過光ｂ（矢印ｂで示す）として、例えば分岐面２２８に向かって伝搬する。透過光ｂは入射角α１で分岐面２２８に入射されるとする。ここで、光源２４ａの出射光の有効利用の観点から、透過光ｂは分岐面２２８で全反射することが好ましい。また、分岐面２２８での反射光ｃ（矢印ｃで示す）は、導光部２３２の内部を伝搬して、導光部２３２と外部（典型的には空気）との境界面Ｓ３に入射角β１で入射されるとする。境界面Ｓ３では入射光ｄ（矢印ｄで示す）は全反射することが好ましい。分岐面２２８や境界面Ｓ３で全反射するために、分岐面２２８は上記の角度θを有する。

また、光源２４ａの出射光ａのうち、照射角度の大きな光ｄ（矢印ｄで示す）が境界面Ｓ３で全反射して分岐面２２８に入射されると、分岐面２２８から外部に漏れる光が生じる可能性がある。このような光の漏れを最小限に抑えるため、分岐面２２８，２３０の尖端は、入射部２２２からＸ軸方向に距離Ｌの位置に設けられる。以上、導光体２２において、第一縦中心面Ｃを基準としてＹ軸の正方向側の部分での光の伝搬についてのみ説明したが、その負方向側でも同様に光は伝搬する。

以上のように、光源２４ａの出射光ａは、導光部２３２，２３４の内部に導かれる。

《第二配置パターンについて》
また、照明装置１１６では、原稿面照度を中間レベルにすべく、図８Ａに示すように、光源２４ｂが入射部２２４に対向配置され、光源２４ｃが入射部２２６に対向配置される。この時、光源２４ｂ，２４ｃを入射部２２４，２２６に対して固定するために、第二集光部材の一例としての集光型アタッチメント２６ｂを用いることが好ましい。この集光型アタッチメント２６ｂは、光源２４ｂ，２４ｃの周囲（但し、光軸Ｏｂ，Ｏｃの方向を除く）を覆う第二反射面２６２ｂおよび第三反射面２６４ｂを備えている。この反射面２６２ｂ，２６４ｂは、自身への入射光を入射部２２４，２２６の方向に反射させる。

ここで、反射面２６２ｂは、図８Ｂに示すように、光軸Ｏｂを含む平面で集光型アタッチメント２６ｂを切断した時に、光源２４ｂの発光点Ｐ２と、第三点Ｐ３とを、二つの焦点とする楕円弧になっていることが好ましい。ここで、第三点Ｐ３のＸ軸上の位置は、例えば、分岐面２２８のＸ軸正方向側の端部の位置であって、そのＹ軸上の位置は、導光部２３２のＹ軸方向への中心点である。また、反射面２６４ｂは、第一縦中心面Ｃを基準として、反射面２６２ｂと対称な形状を有する。以上の集光型アタッチメント２６ｂにより、光源２４ｂ，２４ｃの照射角度は規制され、集光型アタッチメント２６ａによる光源２４ａの照射角度よりも小さくなっていることが好ましい。

光源２４ｂ，２４ｃの出射光ａ（図８Ａに矢印aで示す）は、入射部２２４，２２６を透過して、透過光ｂ（矢印ｂで示す）として導光部２３２，２３４の内部に導かれる。ここで、集光型アタッチメント２６ｂが使用されるので、透過光ｂは、境界面Ｓ３への入射角が角度β１よりも大きくなるため、導光部２２４，２２６で全反射する。

《第三配置パターンについて》
また、照明装置１１６では、原稿面照度を最大レベルにすべく、図９に示すように、光源２４ａ，２４ｂ，２４ｃが入射部２２２，２２４，２２６に対向配置される。この時、各光源２４ａ〜２４ｃの固定のために、好ましくは、第三集光部材の一例としての集光型アタッチメント２６ｃが用いられる。集光型アタッチメント２６ｃは、実質的に、集光型アタッチメント２６ａ，２６ｂを組み合わせた形状を有し、第一反射面２６２ａ，第二反射面２６２ｂ，第三反射面２６４ｂと同様にして、光源２４ａ〜２４ｃの周囲（但し、光軸Ｏａ〜Ｏｃの方向を除く）を覆う第四反射面２６２ｃ，第五反射面２６４ｃ，第六反射面２６６ｃを備えている。

第三配置パターンにおいて、光源２４ａ〜２４ｃからの出射光ａは、上述と同様にして、導光部２２４，２２６に導かれる。

《導光部における光の伝搬》
ここで、図３および図４を再度参照する。いずれの配置パターンにおいても、導光部２３２に導かれた光（以下、第一光Ｌ１と記す）は基本的に、導光部２３２と外部との境界面Ｓ３で全反射を繰り返して、Ｘ軸の正方向に向かって伝搬されていく。その過程で、反射部２３６に当たった光Ｌ１は進行方向を変えて、導光部２３２のＺ軸正方向端部から第一線状光Ｌ３として出射される。

導光部２３４に導かれた光（以下、第二光Ｌ２と記す）は、第一光Ｌ１と同様にして、Ｘ軸の正方向に伝搬されていく。その過程で、反射部２３８の作用により、導光部２３４のＺ軸正方向端部から第二線状光Ｌ４が出射される。なお、反射部２３６，２３８に当たらずに導光部２３２，２３４のＸ軸方向端部に到達した光Ｌ１，Ｌ２は、端部に設けられた光吸収部材で吸収される等する。

また、図４に示すように、導光部２３２，２３４は、視方向からの平面視で、読取領域Ａを挟んで両側から線状光Ｌ３，Ｌ４を照射する。これによって、プラテンガラス１６上の原稿Ｄに折り目や浮き等があっても、影の発生を低減することが可能となる。また、さらに詳細には、導光体２２は、第一縦中心面Ｃを基準として対称な向きを有しかつ概ね同じ光量の線状光Ｌ３，Ｌ４を読取領域Ａに出射することが可能となる。これにより、プラテンガラス１６上の原稿Ｄに折り目や浮き等があっても、影の発生を最小限に抑えることが可能となる。なお、読取領域Ａでの反射光は、スリット２４４を通過して、最終的に撮像素子１１４に入射される。

《導光体の第一変形例》
上記実施形態では、第一乃至第三入射部２２２，２２４，２２６のそれぞれは、導光体２２において互いに同じＸ軸方向位置に設けられていた。しかし、これに限らず、図１０に示すように、第二および第三入射部２２４，２２６のそれぞれが導光体２２において互いに同じＸ軸方向位置に設けられ、第一入射部２２２は、第二および第三入射部２２４，２２６よりもＸ軸正方向側に設けられていても構わない。

この場合、導光部２３２は、Ｘ軸の負方向側の端部に、視方向からの平面視で、第二入射部２２４を挟み込むように楕円面Ｓ１を有していても構わない。ここで、この楕円面Ｓ１は、図８Ｂにおける反射面２６２ｂと同じ要領で構成され、光源２４ｂの発光点Ｐ２と、第三点Ｐ３とを二つの焦点をする。ここで、第三点Ｐ３のＸ軸上の位置は、分岐面２２８のＸ軸正方向側の端部の位置であって、そのＹ軸上の位置は、導光部２３２のＹ軸方向への中心点である。また、導光部２３４は、Ｘ軸の負方向側の端部に、第一縦中心面Ｃを基準として、楕円面Ｓ１に対して対称な楕円面Ｓ２を有する。

《導光体の第二変形例》
また、上記変形例では、第一乃至第三入射部２２２，２２４，２２６のＺ軸方向位置は互いに同じであった。しかし、これに限らず、図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、第一入射部２２２は、互いに同じＺ軸方向位置に設けられた第二および第三入射部２２４，２２６とは異なるＺ軸方向位置に設けられても構わない。

《導光体の第三変形例》
また、上記実施形態では、第一乃至第三入射部２２２，２２４，２２６は、導光体２２の一方端に設けられ、他方端には設けられていなかった。しかし、これに限らず、照明装置１１６は、第一縦中心面Ｃのみならず、導光体２２のＸ軸方向の中心点を含む第二縦中心面Ｅを基準として対称に構成されても構わない。これにより、図１２に示すように、照明装置１１６は、さらに多様な配置パターンで用いることが可能となる。

《付記》
上記実施形態では、反射部２３６，２３８は複数のプリズムからなるとして説明した。しかし、これに限らず、反射部２３６，２３８は、他にも、図１３に示すように、導光部２３２，２４６内においてＺ軸負方向側の端部に、塗装や印刷等の方法で形成された白色のドットパターンであっても構わない。

《導光体の効果》
以上説明したように、本照明装置１１６によれば、導光体２２には、様々な配置パターンにて一つまたは複数の光源２４を配置可能となっている。これにより、共通の導光体２２により、読取速度に応じて原稿面照度を変更可能な複数の線状光Ｌ３，Ｌ４を生成することが可能となる。

入射部２２２，２２４，２２６は、導光体２２の同一端部に設けられると共に、入射部２２２，２２４，２２６には、光軸Ｏａ〜Ｏｃが同方向を向くように光源２４ａ〜２４ｃが配置される。このように、各光源２４ａ〜２４ｃを導光体２２の片側に集約することにより、各光源２４ａ〜２４ｃの駆動回路等を片側に集約することが可能となる。よって、照明装置１１６を小型化することが可能となる。

また、光源２４ａ〜２４ｃを配置する場合には、集光型アタッチメント２６ａ〜２６ｃが用いられる。集光型アタッチメント２６ａ〜２６ｃには、各光源２４ａ〜２４ｃの出射光を対向する入射部２２２，２２４，２２６へと反射可能に照射角度が設計されている反射面が備わっている。これにより、各光源２４ａ〜２４ｃの出射光の利用効率を上げることが可能となる。

また、反射面２６２ｂ，２６４ｂ等は、視方向からの平面視で、発光点Ｐ２および第三点Ｐ３を焦点として有する楕円弧となっている。これにより、光源２４ｂ，２４ｃの出射光をより効率的に導光部２３２，２３４に導くことが可能となる。

また、第一変形例によれば、各光源２４ｂ，２４ｃを入射部２２４，２２６に近接配置可能であるため、光源２４ｂ，２４ｃと、対向する入射部２２４，２２６との間で、各光源２４ｂ，２４ｃの出射光の減衰を抑えることが可能となる。

また、第二変形例によれば、入射部２２２のＺ軸方向位置が、入射部２２４，２２６のそれと異なるようにしている。その結果、光源２４ａ〜２４ｂの出射光に合わせて導光体２２の形状を適切に設計することが可能となるため、原稿面照度を大きくし易くなる。また、光源毎の設置スペースを広くすることも可能となる。

本発明に係る導光体は、光源の出射光を効率的に利用可能であり、照明装置や画像読取装置に好適である。

１ 画像読取装置
１１６ 照明装置
２２ 導光体
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ 光源
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ 集光型アタッチメント
２２２，２２４，２２６ 第一入射部，第二入射部，第三入射部
２２８，２３０ 第一分岐面，第二分岐面
２３２，２３４ 第一導光部，第二導光部
２３６，２３８ 第一反射部，第二反射部
２６２ａ，２６２ｂ，２６２ｃ 第一反射面，第二反射面，第四反射面
２６４ｂ，２６４ｃ 第三反射面，第五反射面
２６６ｃ 第六反射面
Ｓ１ 楕円面
Ｓ２ 楕円面
Ｓ３ 境界面

Claims (11)

1. 入射光を複数の線状光にして出射する導光体であって、
   第一乃至第三光源が対向配置可能な第一乃至第三入射部と、
   前記第一入射部と対向しており、前記第一光源からの入射光を二分岐する光分岐部と、
   前記光分岐部に対し互いに対称に前記光分岐部と接合された第一導光部および第二導光部であって、入射光を全反射させつつ内部を伝搬させる第一導光部および第二導光部と、
   前記第一導光部および第二導光部に設けられた第一反射部および第二反射部であって、前記第一導光部および前記第二導光部を伝搬した光が入射されると入射光を反射して、全反射条件から外れた光を線状光として前記第一導光部および前記第二導光部から出射させる第一反射部および第二反射部と、を備え、
   前記導光体は、前記第一光源のみが配置される第一配置パターン、前記第二光源および前記第三光源のみが配置される第二配置パターン、および、前記第一乃至前記第三光源が配置される第三配置パターンのいずれかで選択的に用いられ、
   前記第一配置パターンにおいて、前記光分岐部は、前記第一光源の出射光を二分岐し、分岐した光の一方は前記第一導光部に、他方は前記第二導光部に入射され、
   前記第二配置パターンにおいて、前記第一導光部および前記第二導光部には前記第二光源および前記第三光源の出射光が入射され、
   前記第三配置パターンにおいて、前記光分岐部は、前記第一光源の出射光を二分岐し、分岐した光の一方は前記第一導光部に、他方は前記第二導光部に入射されると共に、前記第一導光部および前記第二導光部には、前記第二光源および前記第三光源の出射光が入射される、導光体。
2. 前記第一乃至前記第三入射部は、前記第一乃至前記第三光源の各光軸が互いに同方向を向いた状態で、前記第一乃至前記第三光源を対向配置可能に構成される、請求項１に記載の導光体。
3. 前記第一、前記第二または前記第三配置パターン用の第一、第二または第三集光部材を、さらに備え、
   前記第一集光部材は、前記第一光源の出射光を、前記光分岐部、前記第一導光部および前記第二導光部の方向に反射する第一反射面を有し、
   前記第二集光部材は、前記第二光源および前記第三光源の出射光を前記第一導光部および前記第二導光部の方向に反射する第二反射面および第三反射面を有し、
   前記第三集光部材は、前記第一光源の出射光を前記光分岐部の方向に反射する第四反射面と、前記第二光源および前記第三光源の出射光を前記第一導光部および前記第二導光部の方向に反射する第五反射面および第六反射面と、を有する、請求項２に記載の導光体。
4. 前記第一反射面および前記第四反射面の各照射角度は、前記第二反射面、前記第三反射面、前記第五反射面および前記第六反射面の各照射角度よりも狭くなっている、請求項３に記載の導光体。
5. 前記第二反射面および前記第三反射面は、前記第二光源および前記第三光源の両光軸に垂直な視方向からの平面視で、前記第二光源および前記第三光源の発光点と、前記第一導光部および前記第二導光部の内部において前記光分岐部よりも光軸方向にある任意の点と、を二つの焦点とする楕円弧で構成され、
   前記第五反射面および前記第六反射面は、前記視方向からの平面視で、前記第二光源および前記第三光源の発光点と、前記第一導光部および前記第二導光部の内部において前記光分岐部よりも光軸方向にある任意の点と、を二つの焦点とする楕円弧で構成される、請求項４に記載の導光体。
6. 前記第一乃至前記第三光源のいずれか一つの光軸方向を第一基準方向とするとき、前記第一入射部は、前記第二入射部および前記第三入射部と異なる第一基準方向位置に設けられている、請求項１〜５のいずれかに記載の導光体。
7. 前記第一入射部は、前記第二入射部および前記第三入射部に対して前記第一基準方向の正方向側に設けられている、請求項６に記載の導光体。
8. 前記第一乃至前記第三光源のいずれか一つの光軸に対して垂直な方向を第二基準方向とするとき、前記第二基準方向からの平面視で、前記第一入射部は、前記第二入射部および前記第三入射部の間に設けられている、請求項１〜７のいずれかに記載の導光体。
9. 前記第一入射部は、前記第二入射部および前記第三入射部と異なる第二基準方向位置に設けられている、請求項８に記載の導光体。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の導光体を備えた照明装置。
11. 請求項１０に記載の照明装置を備えた画像読取装置。

Images