JPH10190962A

JPH10190962A - 照明装置及びこれを用いた画像読み取り装置

Info

Publication number: JPH10190962A
Application number: JP8350129A
Authority: JP
Inventors: Tatsuto Kawai; 達人川合; Masami Tabata; 雅己田端
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 1998-07-21
Anticipated expiration: 2016-12-27
Also published as: JP3453488B2; TW374957B; US6360030B1

Abstract

(57)【要約】【課題】照明装置において、集光部の形状を円形断面
形状ではなく、一般的な多項式で示されるような、より
自由な形状とすることを課題とする。【解決手段】端部に光入射面を有し、該端部とは別の
長手方向の側面に前記入射された光束を射出する面を有
し、光束の射出面とは別の側に設けられ、透光性部材内
に入射された光束を反射及び／または散乱するための領
域を有し、かつ、該射出面に、射出する光束を集光する
集光部を有する導光体と、該導光体の該光入射面の近傍
に設けられた光源と、を有する照明装置及びこれを用い
る画像読み取り装置において、該長手方向に直交する断
面内において、反射及び／または拡散領域の法線の方向
の逆の方向をｚ軸、これにたいして直交する方向をｙ軸
とするとき、集光部の表面の少なくとも一部が、ｙの多
項式で表され、かつその多項式の奇数次係数の少なくと
もひとつが０でないことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源と該光源の光
束を導出する導光体と、該導出体の射出面に特に特徴を
有する照明装置及び該照明装置を用いる画像読み取り装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ファクシミリ装置や電子複写機、
或いはその他の情報処理装置の画像読み取り装置におい
て、被読み取り原稿を照明するための照明装置として、
蛍光管等の放電管やＬＥＤチップを多数アレイ状に並べ
たＬＥＤアレイを用いたものが開発されてきている。特
に近年では、ファクシミリ装置などは家庭内での使用に
伴い、より小型で、低価格な製品が要求されていること
から、ＬＥＤアレイを利用したものが多くなっている。
また、使用するＬＥＤチップの数を低減し、更なる低価
格化を実現するために、透明なガラス、或いは樹脂等に
よる棒状の透光性部材の端部にＬＥＤチップを設け、Ｌ
ＥＤチップから発した光束を透光性部材内の内面反射を
利用して、線状に展開して、被読み取り原稿面に照射す
る方式の光源を採用するものもある。

【０００３】図２８にこのような読み取り装置の断面図
を示す。図２８において、Ａは読み取られるべき画像を
その表面に有する原稿である。Ｂは原稿を照明するため
の光源である。Ｃは原稿面で反射された光束をセンサー
面上に結像するためのロッドレンズアレイである。Ｄは
センサーである。Ｅは光源ＢとロッドレンズアレイＣ、
センサーＤを保持する筐体である。Ｆは原稿Ａを保持す
るガラス板で、ＧはセンサーＤを搭載する基板である。

【０００４】光源Ｂは図２８中、３で示したような、透
光性の材質からなる透光性部材と、その両端に設けられ
た不図示のＬＥＤランプとを組み合わせることで構成さ
れている。

【０００５】図２９に図２８中の光源Ｂで示された光源
の機能を説明するための模式図を示す。この図は図２８
中の矢印で示された方向から光源Ｂの部分を透視した模
式図であり、原稿Ａの被照明部分を被照明面として表し
ている。

【０００６】図中、１は光源たるＬＥＤチップを樹脂又
はセラミック等でできたパッケージの中に実装して作っ
たＬＥＤランプ、３は例えばアクリル樹脂等の透光性の
材質で作られた透光性部材、４はＬＥＤランプ１から発
せられた光束が透光性部材３に入射する入射面、５は透
光性部材３を伝播する光束を反射及び／または散乱させ
て透光性部材３の外側に取り出すための領域である。

【０００７】ＬＥＤランプ１より発せられ、透光性部材
３の入射面４より透光性部材３内に入射された光束は、
透光性部材３の内面で反射を繰り返してその内部を伝播
して行く。そして反射を繰り返すうちに上記領域５に光
が入射されると、光束はそこで拡散され、該領域５と対
向する側を射出面として外部に光が射出され、原稿の被
読み取り領域を線状に照明する。射出面には集光部７が
形成されていて、このため、射出される光束はこの集光
部７がない場合よりも高い照度で原稿の被読み取り領域
を照明する。

【０００８】ＬＥＤランプ１として、単一の発光色を有
するもののみを用いれば、モノクロ読み取りを行う装置
となるが、カラー読み取りを行う場合は、例えば赤色、
青色、緑色等の異なる発光色を有するＬＥＤランプを同
一の端面に同時に設けるか、或いは一つのＬＥＤランプ
の中に異なる発光色を有するＬＥＤチップを実装したＬ
ＥＤランプを用い、或いは異なる発光色を有するＬＥＤ
チップを基板上にボンディングしたものを用い、各発光
色のＬＥＤチップを順次高速に切り替えて発光せしめ、
それと同期してセンサＤ中に信号電荷の蓄積と読み出し
を行う。

【０００９】例えば、透光性部材３の端部４に設けられ
たＬＥＤチップ１のうち、赤色発光を行うチップが発光
するときは、原稿の被読み取り部は赤色に照明され、こ
の時、原稿Ａで反射されて、集束性ロッドレンズアレイ
Ｃによって結像された光によって、センサＤ中に蓄積電
荷として蓄えられ、その信号は原稿面上の画像の赤色情
報となる。青色発光、緑色発光のＬＥＤチップが発光す
るときは、それぞれ青色情報、緑色情報となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このような読み取り装
置において、画像の読み取りスピードを上げたり、ある
いは画像の読み取り時のＳ／Ｎ比を上げたりして、性能
の向上をはかるためには、原稿の被読み取り部分の照度
をなるべく高くなるように照明する必要がある。そのた
めに、透光性部材の射出面から射出される光束は、原稿
の被読み取り部分に集光するように射出されることが望
ましい。従来、透光性部材の射出面には集光部を設けて
この効果を発揮させていたが、この集光部の形状は円形
断面のものが殆どであった。また、射出する光束も平行
状態で射出するものが多く、集光効果としては充分では
なかった。図３０に示すように、透光性部材３の射出面
７は円形形状であり、散乱反射部５から散乱、反射した
光線は、射出面７から平行光束となる。

【００１１】しかし、円形断面の集光部でもって、被読
み取り部分に充分な集光を行わせようとすると、集光部
の曲率半径を小さくしなければならないが、そのように
すると集光部がどうしても小さくなってしまうために、
集光部に入射せずに漏れてしまう光束が増え、結果とし
て原稿の被読み取り部分の照度が高くならないという不
都合があった。図３１に示すように、射出面７の集光部
は出射面が狭く、原稿方向以外の方向に漏れだしてしま
う。

【００１２】又、光源たるＬＥＤランプの近傍と、ＬＥ
Ｄランプから離れた透光性部材の部分とでは、反射及び
／または散乱領域で反射されて集光部に向かう光束の角
度分布が異なるため、同一の集光部形状では、ＬＥＤラ
ンプ近傍とＬＥＤランプから離れた部分とで、原稿面上
への照明光の集光状態が異なり、原稿面上の照度分布が
不均一になり易いという不都合があった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記のような不
都合を、照明装置において、集光部の形状を円形断面形
状ではなく、一般的な多項式で示されるような、より自
由な形状とすることによって解決しようとするものであ
る。更に本発明は、その多項式において、２次係数、又
は／及び、４次係数と、３次係数の符号が逆であるよう
な形状とすることによってより良い効果を得ようとする
ものである。又、本発明による照明装置は、集光部の形
状を、透光性部材の長手方向の位置によって変化せしめ
ることによって、均一な照度分布を得ようとするもので
ある。又、本発明は、集光部の形状を左右対称ではない
ものとすることによって、原稿面上の集光位置を反射及
び／または散乱領域の直上の位置ではなく、左右どちら
かの方向にシフトした位置に持ってきた場合や、被照明
面を垂直ではなく斜め方向から照明した場合において
も、より高照度で均一な照度分布を得ようとするもので
ある。また、本発明による画像読み取り装置は、上記の
照明装置を用いて、原稿への照度を向上し、解像度の良
い画像信号を得ようとするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
形態について詳述する。

【００１５】［第１の実施形態］図１は本発明の第１の
実施形態の画像読取装置の断面図である。図２は本発明
の第１の実施形態の画像読取装置の構造を示す斜視図で
ある。

【００１６】図１において、Ａは読み取られるべき画像
をその表面に有する原稿である。図１，図２において、
Ｂは原稿を照明するための光源である。Ｃは原稿面で反
射された光束をセンサー面上に結像するためのロッドレ
ンズアレイである。ＤはＣＣＤ等の光電変換素子をライ
ン状に配置したセンサーである。Ｅは光源Ｂとロッドレ
ンズアレイＣ、センサーＤを保持する筐体である。Ｆは
原稿Ａを保持するガラス板である。また、Ｇは基板であ
り、Ｉは基板Ｇに搭載されたセンサーＤの画像信号を信
号処理する周辺回路で、Ｈは該周辺回路Ｉから信号処理
された画像信号を外部に出力するコネクタであり、筺体
Ｅに固定される。

【００１７】光源Ｂは図２中、Ｂ−１で示したような、
適当な基板上に実装されたＬＥＤランプと、Ｂ−２で示
したような、透光性の材質からなる光学部材を組み合わ
せることで構成されている。

【００１８】次に図１，図２中のＢで示された光源の詳
細を示す。図３にＬＥＤランプ及びこれを保持している
プリント基板の詳細を示す。１は、赤色、青色、緑色の
異なる発光色を呈する３種類のＬＥＤチップを同一の、
樹脂又はセラミック等でできたパッケージの中に実装し
て作ったＬＥＤランプである。２はプリント基板であ
る。ＬＥＤランプ１は、リフローハンダ付け等の方法に
よりプリント基板２の上に実装されている。プリント基
板２には、図４に示す光学部材にカシメによって取り付
ける為のカシメ穴８が設けられている。

【００１９】図４にこの光学部材の詳細を示す。光学部
材全体は例えばアクリル樹脂等の透光性の材質で作られ
た一つの透光性部材として形成されている。図中、４は
ＬＥＤランプ１から発せられた光束が透光性部材３に入
射する入射面、５は透光性部材３を伝播する光束を反射
及び／または散乱などをさせて透光性部材３の出射面に
取り出すための領域である。ｎを付した矢印はこの領域
の面法線を示す。

【００２０】この領域５は、この実施形態では、透光性
部材３のこの部分の表面を微小な鋸歯状の形状とするこ
とで形成されている。この鋸歯の形状は本実施形態の場
合、頂角１０６°で、相接する二辺の角度が対称な二等
辺三角形の形状であるが、必ずしもこのような二等辺三
角形の形状である必要はない。相接する二辺の角度が異
なる一般の三角形の形状であってもよい。また、必ずし
も三角形でなくとも、光束を対向面に向けて反射するよ
うな斜面を有していれば、台形状等のような他の形状で
あってもよい。また、この形状、あるいは斜面の角度は
全領域で一定である必要はない。即ち、透光性部材３の
両端から入射されたＬＥＤランプ１の光束は、透光性部
材３の入射した部分と中央付近部分とは光量が異なるの
で、各部分の出射光量を均一にするほうがよいからであ
る。

【００２１】この領域５の鋸歯部の表面には、アルミ等
の金属の微粉末、あるいは微少なフレークを溶媒中に分
散させた塗料を塗布し、これを乾燥させることで形成さ
れた、鏡面反射性の強い皮膜が形成されている。もちろ
ん、コスト的に多少アップすることをいとわなければ、
通常の真空蒸着等の真空プロセスで鏡面反射性皮膜を形
成してもよい。鏡面反射性ではなく、拡散反射性の皮膜
であっても、得られる照度は低いが、線状の照明が得ら
れる。或いは、まったくそのような皮膜を形成せず、鋸
歯部内面の全反射のみを利用する構造となっていてもよ
い。

【００２２】領域５の対向面は射出面になっており、こ
こには集光部７がシリンドリカルレンズ状に形成されて
いる。

【００２３】透光性部材３の側面の一部には、この透光
性部材３を位置決め、保持するための保持部１０が１０
個所、設けられている。また、この保持部１０のうちの
２個所には、透光性部材３を成形する際の樹脂の注入口
となるゲート部も設けられている。透光性部材３の端部
には、ＬＥＤランプを保持するプリント基板に設けられ
たカシメ穴に嵌合するカシメピン９が設けられている。
図３のＬＥＤランプ１及びこれを保持しているプリント
基板２の図と比較してみればわかるように、透光性部材
３のカシメピン９とプリント基板のカシメ穴８とを嵌合
させれば、ＬＥＤランプ１は透光性部材３の設けられた
領域５の法線からずれた位置に取り付けられる。

【００２４】ＬＥＤランプ１から発せられた光束は透光
性部材３の入射面４から透光性部材３の内部に入射し、
透光性部材３の内面で全反射を繰り返しながら内部を伝
播していく。この光束は伝播するうちにやがて反射及び
／または散乱領域５に入射する。領域５は、透光性部材
３の他の面とは異なり、微少な鋸歯状に形成されている
ので、ここに入射した光束は領域５に対向する射出面に
向かって大きく角度を変えながら反射される。射出面に
到達した光束は、領域５において大きく角度が変えられ
ているので、もはや全反射条件を満たさなくなっている
ために、全反射せず、透光性部材の外部に射出する。こ
の際、シリンドリカルレンズ状の集光部７の効果によ
り、被照明面上に線状に集光する。集光部７の形状は必
ずしも従来のような円形断面の形状である必要はなく、
被照明面上でなるべく均一な、あるいはなるべく高い照
度の照明を得たりしようとする場合には円形断面にとら
われずに、例えば一般的な多項式で示されるような、よ
り自由な形状を選択することが望ましい。本実施形態に
おいては、その表面が、その頂点を原点としたときの座
標表示において、図中に表示されているように、４次の
項までを含む多項式で表されるような形状をしている。
更に、その多項式において、２次係数および４次係数
と、３次係数の符号が逆であるような形状をしている。
これは、被照明面上になるべく効率よく光束を集光する
ためである。

【００２５】２次の項までのみしか有さない形状では、
集光部７の頂点Ｐ付近（図５中、ＡＲＥＡ１で表示）を
通過する光束は比較的良く集光されるのに対して、集光
部７の斜面（図５中、ＡＲＥＡ２で表示）、および裾野
（図５中、ＡＲＥＡ３で表示）あたりを通過する光束は
集光が充分でないために、被照明面上で充分高い照度が
得られない（図５，図６）。また、被照明面上の短手方
向の照度分布も、鋭い照度ピークを持つピーキーな形状
をしており、位置あわせなどに高い精度を要求される、
非常に使いにくいものになっている（図７）。一般に集
光部７の断面形状を、その頂点を原点とする３次以上の
高次の項まで有する多項式であらわすとき、頂点付近の
曲率や傾斜は２次の項に主に依存し、斜面、更に裾野と
外側にゆく程、３次の項、４次の項と、より高次の項に
依存すると考えられるので、集光部７の斜面、または裾
野あたりを通過する光束も充分集光するためには、断面
形状を３次、４次等、より高次の項を持つ多項式の形状
にすればよい。しかしながら、たとえば３次の項の係
数、３次係数、と、４次の項の係数、４次係数、を、２
次の項の係数、２次係数、と同じ符号を持つものとする
と、逆に集光部７の斜面部分の傾斜が急になりすぎ、領
域５で反射された光束が集光部７に到達したときに、斜
面部分で全反射してしまい、射出していかないか、あら
ぬ方向に射出してしまう（図８）。

【００２６】そこで、本実施形態においては、頂点付近
の曲率を維持しつつ、斜面部分において傾斜が急になり
すぎないように、３次係数を２次係数とは逆の符号に選
んだ。また、裾野部分では、そこを通過する光束を充分
集光するように傾斜をある程度急にするため、４次係数
は２次係数と同じ符号に選んだ。このようにして、被照
明面上の短手方向の照度分布を、使いやすい台形状のも
のとしている（図９，図１０）。

【００２７】集光部７の形状については、本実施形態に
おいては連続的な曲面であるものとするが、図１１に示
すような、断面形状が折れ線状になるような形状であっ
ても、それらが前述の多項式で表されるような曲線に略
沿っているものならば、同様の効果を期待できる。

【００２８】［第２の実施形態］図１２は図２中のＢ−
２で示された光源の光学部材の第２の実施形態を示す。
本実施形態においては、赤色、青色、緑色の異なる発光
色を呈する３種類のＬＥＤチップを同一の、樹脂又はセ
ラミック等でできたパッケージの中に実装して作ったＬ
ＥＤランプは透光性部材の一方の端部の近傍にのみ設け
られる。そしてもう一方の端面６には反射面が設けられ
ている。この反射面は透光性部材３自身の終端部の表面
にアルミ等の金属を蒸着したり或いは光拡散反射性の塗
料を塗布して設ける場合もあるし、また別部材として設
ける場合もある。あるいは、入射面４から入射した光束
がこの終端部６に到達するまでにほとんど反射及び／ま
たは散乱領域５に入射して射出面から射出する場合は、
この反射面を設けなくともよい。もちろん、光量的に余
裕があり、終端部６まで到達した光束をそのまま終端部
から射出させてしまってもよい場合にも、特にこのよう
な反射面は設けなくともよい。その場合でも、終端部６
の内面で、一部の光束はフレネル反射や全反射をおこす
ので、反射面の効果を一部期待することができる。更
に、終端部６の形状をコーナーキューブ状に形成するこ
とによって、全反射をおこりやすくさせれば、反射面を
設けたのとほぼ同様の効果を得ることもできる。このよ
うにＬＥＤランプ１を透光性部材３の一方の端部の近傍
にのみ設ける事によって、使用するＬＥＤチップの数を
減らしてコストダウンをはかることができる。

【００２９】［第３の実施形態］図１３は図２中のＢ−
２で示された光源の光学部材の第３の実施形態を示す。
本実施形態においては、透光性部材３に設けられた集光
部７の形状が、透光性部材の長手方向の位置によって変
化している。通常、光源たるＬＥＤランプ１の近傍（図
１４）と、ＬＥＤランプから離れた透光性部材の中央部
付近（図１５）とでは、反射及び／または散乱領域５で
反射されて集光部７に向かう光束の角度分布が異なる。
このため、同一の集光部７形状では、ＬＥＤランプ１近
傍とＬＥＤランプ１から離れた部分とで、原稿面上への
照明光の集光状態が異なり、例えばＬＥＤランプ１近傍
では照明光があまりに鋭く集光するために照度が高くな
りすぎ、原稿面上の照度分布を不均一にしてしまうと
か、或いはＬＥＤランプ１近傍では領域５に入射する光
束が斜めに偏って入射するために、そこで反射されて集
光部７に向かう光束も斜めに偏り、これがために原稿面
上での集光位置がＬＥＤランプ１の近傍において横方向
にずれ（図１６）、結果的に均一な照明ができない場合
がある。

【００３０】図１３の実施形態においては、ＬＥＤラン
プ１近傍においては集光部７の頂点が領域５の真上では
なく、やや横にシフトした位置にくるように形成されて
いる（図１７）。このようにシフトした場合、集光部７
の裾野部分或いは斜面部分の内面で領域５からの光束が
全反射してしまうようになることがある（図１８）。こ
のような場合には、集光部７の形状を左右対称な形状と
せず、この内面反射をおこす側の形状を変更することで
解決できる（図１９）。もちろん。ＬＥＤランプ１近傍
にかぎらず、所望の集光を得るために、集光部７の形状
を左右対称ではないものとすることもできる。とくに、
原稿面上の集光位置を領域５の直上の位置ではなく、左
右どちらかの方向にシフトした位置に持ってきたい場合
や、被照明面を垂直ではなく斜め方向から照明したい場
合には、有効である。

【００３１】ＬＥＤランプ１近傍とＬＥＤランプ１から
離れた部分との集光状態の違いが、集光位置の違いでは
なく、集光ピークの鋭さの違いになって現れてくる場合
もある。このような場合には集光部７の位置を変えるの
ではなく、集光部７のレンズとしてのパワーの強さをＬ
ＥＤランプ１近傍とＬＥＤランプ１から離れた部分とで
変えることが有効である。

【００３２】［第４の実施形態］図２０，図２１に上記
第３の実施形態で示した場合の他の実施形態の例を示
す。図２０の透光性部材３に、図２１のＬＥＤランプ１
及びプリント基板２がこれと組み合わされる。この例に
おいては、ＬＥＤランプ１は透光性部材３に設けられた
反射及び／または散乱領域５の法線からあまりずれない
位置に取り付けられるため、被照明面上の集光位置はＬ
ＥＤランプ１近傍とＬＥＤランプ１から離れた部分と
で、それほど違わない。しかし、集光状態はやはり異な
っているので、それが集光ピークの鋭さの違いや領域５
に入射する光束の多さの違いとなって現れることがあ
る。本実施形態においては、その対策のために、ＬＥＤ
ランプ１近傍においては、集光部７の断面形状を表す多
項式の２次係数または３次係数の大きさが、ＬＥＤラン
プ１から離れた部分でのそれよりも小さい値になってい
る。このため、ＬＥＤランプ１の近傍において、集光部
７のレンズとしてのパワーが弱く、このことがＬＥＤラ
ンプ１近傍とＬＥＤランプ１から離れた部分との、反射
及び／または散乱領域５で反射されて集光部７に向かう
光束の角度分布の違いを補正して、全体的に均一な集光
状態をつくりだしている。同様の効果は、逆に、ＬＥＤ
ランプ１の近傍において集光部７のレンズとしてのパワ
ーを思い切り強くして、一旦集光してから、再び拡散し
だす光束が原稿面を照明する様にしてもよい。また、こ
のようにＬＥＤランプ１近傍とＬＥＤランプ１から離れ
た部分とで集光部７の形状を変化させ原稿面上の照度を
均一にすることは、単にＬＥＤランプ１近傍においては
より多くの光束が領域５に入射し、ＬＥＤランプ１から
離れた部分の領域５にはなかなか光束が到達しないため
に照度の不均一が生じている場合にも、これを補正する
ために有効である。本実施形態のＬＥＤランプ１及びこ
れを保持しているプリント基板の詳細を図２１に示す。
図２１で明らかなように、カシメの位置を変更してい
る。

【００３３】上に述べたような、集光部７の形状を長手
方向の位置によって変化させる事や、集光部７の形状を
左右非対称とする事の効果は、集光部７の形状が円形断
面の場合においても、又、より一般的な多項式で表され
るような場合においても２次係数の符号と３次係数の符
号の同符号、異符号にかかわらず、有効である。

【００３４】［第５の実施形態］図２２は図１２に示さ
れた透光性部材３の一方の端部の近傍にのみＬＥＤラン
プを設けた光源の例に、上述の集光部７の形状を長手方
向の位置によって変化させる事や、集光部７の形状を左
右非対称とする事を盛り込んだ例を示す図である。

【００３５】図２３は図２１に示された光源の例におい
て、透光性部材３を位置決め、保持するための保持部１
０（図４を参照）を設けない例を示す図である。保持部
１０を設けなくとも、光源を保持する筐体（図１，図２
中のＥで示されている）の側に保持部１０に相当する突
起を数箇所設け、この部分で透光性部材３を保持するよ
うにしてもよい。また、特別の保持部、或いは突起を、
透光性部材３の側にも、筐体の側にも設けなくとも、透
光性部材３と筐体Ｅとの接触部の面積が大きくならない
か、或いは接触部において透光性部材３の内部を全反射
で伝播する光束が漏れ出るような密着をしないように注
意してやれば、よい。

【００３６】さらにＬＥＤランプ１近傍とＬＥＤランプ
１から離れた部分との形状の違いは、集光部７のみなら
ず、反射及び／または散乱領域５の位置や幅、あるいは
その他の部分の形状についても同様に効果を生ずる。

【００３７】図２３に示された光源の例においては集光
部７以外にも側面部の傾斜を長手方向の位置によって変
化させている。ＬＥＤランプ１から遠く離れた部分にお
いて、透光性部材３の内部を伝播する光束を、より有効
に領域５に入射せしめて射出面より射出させられるよう
にする効果がある。又、図２４に示す例においては、領
域５の高さや幅を長手方向の位置によって変化させてい
る。このようなことも、ＬＥＤランプ１から遠く離れた
部分において、透光性部材３の内部を伝播する光束をよ
り有効に領域５に入射せしめて射出面より射出させられ
るようにする効果がある。

【００３８】［第６の実施形態］図２５，図２６，図２
７に、透光性部材の断面形状が略円形な場合の例を示
す。

【００３９】図２５では、集光部７の形状をその断面が
高次の項を持つ多項式で表される形状とし、かつその３
次係数を、２次係数、又は／及び、４次係数とは異なる
符号となるように選んでいる。

【００４０】図２６では集光部７の形状を左右非対称と
なるようにしている。

【００４１】図２７では、集光部７形状を長手方向に沿
って変化させている。

【００４２】これらの、略円形の断面形状を有する例に
おいても、上記実施形態で示した場合と同様の効果を生
ずる。

【００４３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明を用いれば、
従来の読み取り装置が有していた原稿の被読み取り部分
の照度が高くならないという不都合や、原稿面上の照度
分布が不均一になり易いという不都合を、集光部の形状
を円形断面形状ではなく、一般的な多項式で示されるよ
うな、より自由な形状とすることによって解決すること
ができる。更に本発明によれば、その多項式において、
２次係数、又は／及び、４次係数と、３次係数の符号が
逆であるような形状とすることによってより良い効果を
得得ることができる。又、本発明によれば、集光部の形
状を、透光性部材の長手方向の位置によって変化せしめ
ることによって、均一な照度分布を得得ることができ
る。

【００４４】又、本発明によれば、集光部の形状を左右
対称ではないものとすることによって、原稿面上の集光
位置を、透光性部材を伝播する光束を反射及び／または
散乱などをさせて透光性部材の外側に取り出すための領
域、の直上の位置ではなく、左右どちらかの方向にシフ
トした位置に持ってきた場合や、被照明面を垂直ではな
く斜め方向から照明した場合においても、より高照度で
均一な照度分布を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の画像読取装置の断面図であ
る。

【図２】本発明の実施形態の画像読取装置の構造を示す
斜視図である。

【図３】本発明の実施形態の画像読取装置におけるＬＥ
Ｄランプ及びこれを保持しているプリント基板の詳細を
示す図である。

【図４】本発明の実施形態の画像読取装置における光学
部材の詳細を示す図である。

【図５】本発明の実施形態の画像読取装置における光学
部材の断面形状における、集光部の頂点、斜面、裾野を
示す図である。

【図６】本発明の実施形態の画像読取装置における先行
例の場合の光束を示す図である。

【図７】本発明の実施形態の画像読取装置における先行
例の場合の被照明面上の短手方向の照度分布を示す図で
ある。

【図８】本発明の実施形態の画像読取装置における他の
先行例の場合の光束を示す図である。

【図９】本発明の実施形態の画像読取装置における光束
を示す図である。

【図１０】本発明の実施形態の画像読取装置における被
照明面上の短手方向の照度分布を示す図である。

【図１１】本発明の実施形態の画像読取装置における断
面形状が折れ線状になるような形状をした集光部を示す
図である。

【図１２】本発明の実施形態の画像読取装置における第
２の実施形態の光学部材を示す図である。

【図１３】本発明の実施形態の画像読取装置において、
集光部の形状が、透光性部材の長手方向の位置によって
変化している例を示す図である。

【図１４】本発明の実施形態の画像読取装置におけるＬ
ＥＤランプの近傍での反射及び／または散乱領域で反射
されて集光部に向かう光束の角度分布を示す図である。

【図１５】本発明の実施形態の画像読取装置におけるＬ
ＥＤランプから離れた部分での反射及び／または散乱領
域で反射されて集光部に向かう光束の角度分布を示す図
である。

【図１６】本発明の第１，第２の実施形態の画像読取装
置におけるＬＥＤランプの近傍における被照明面上の短
手方向照度分布を示す図である。

【図１７】本発明の第３の実施形態の画像読取装置にお
けるＬＥＤランプの近傍における集光部の形状を示す図
である。

【図１８】本発明の第３の実施形態の画像読取装置にお
けるＬＥＤランプの近傍での反射及び／または散乱領域
で反射されて集光部に向かう光束を示す図である。

【図１９】本発明の第４の実施形態の画像読取装置にお
けるＬＥＤランプの近傍における集光部の形状を示す図
である。

【図２０】本発明の第５の実施形態の画像読取装置にお
ける光学部材を示す図である。

【図２１】本発明の第５の実施形態の画像読取装置にお
けるＬＥＤランプ及びこれを保持しているプリント基板
の詳細を示す図である。

【図２２】本発明の第６の実施形態の画像読取装置にお
ける光学部材を示す図である。

【図２３】本発明の第７の実施形態の画像読取装置にお
ける光学部材を示す図である。

【図２４】本発明の第８の実施形態の画像読取装置にお
ける光学部材を示す図である。

【図２５】本発明の第９の実施形態の画像読取装置にお
ける光学部材を示す図である。

【図２６】本発明の第１０の実施形態の画像読取装置に
おける光学部材を示す図である。

【図２７】本発明の第１１の実施形態の画像読取装置に
おける光学部材を示す図である。

【図２８】従来の画像読取装置の断面図である。

【図２９】本発明の実施形態の画像読取装置における光
学部材を示す図である。

【図３０】従来の画像読取装置における反射及び／また
は散乱領域で反射されて集光部に向かう光束を示す図で
ある。

【図３１】従来の画像読取装置における反射及び／また
は散乱領域で反射されて集光部に向かう光束を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ＬＥＤランプ２プリント基板３透光性部材４入射面５領域７集光部８カシメ穴９カシメピンＡ原稿Ｂ光源ＣロッドレンズアレイＤセンサーＥ筺体Ｆガラス板Ｇ基板ＨコネクタＩ周辺回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】端部に光入射面を有し、該端部とは別の
長手方向の側面に前記入射された光束を射出する面を有
し、光束の射出面とは別の側に設けられ、透光性部材内
に入射された光束を反射及び／または散乱するための領
域を有し、かつ、該射出面に、射出する光束を集光する
集光部を有する導光体と、該導光体の該光入射面の近傍
に設けられた光源と、を有する照明装置において、該長手方向に直交する断面内において、反射及び／また
は拡散領域の法線の方向の逆の方向をｚ軸、これにたい
して直交する方向をｙ軸とするとき、集光部の表面の少
なくとも一部が、ｙの多項式で表され、かつその多項式
の奇数次係数の少なくともひとつが０でないことを特徴
とする照明装置。
【請求項２】前記集光部の表面の少なくとも一部を表
すｙの多項式の、２次係数と、３次係数とが、お互いに
異符号であることを特徴とする請求項１に記載の照明装
置。
【請求項３】前記集光部の表面の少なくとも一部を表
すｙの多項式の、４次係数と、３次係数とが、お互いに
異符号であることを特徴とする請求項１に記載の照明装
置。
【請求項４】前記集光部の表面の少なくとも一部を表
すｙの多項式の、各次係数及び定数項のいずれか又は全
てが、前記断面に垂直な方向にわたって変化しているこ
とを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項５】端部に光入射面を有し、該端部とは別の
長手方向の側面に前記入射された光束を射出する面を有
し、前記光束の射出面とは別の側に設けられ、前記透光
性部材内に入射された光束を反射及び／または散乱する
ための領域を有し、かつ、射出面に、射出する光束を集
光する集光部を有する導光体と、該導光体の該光入射面
の近傍に設けられた光源と、を有する照明装置におい
て、前記集光部の形状の少なくとも一部が、該長手方向にわ
たって変化していることを特徴とする照明装置。
【請求項６】端部に光入射面を有し、該端部とは別の
長手方向の側面に前記入射された光束を射出する面を有
し、光束の射出面とは別の側に設けられ、透光性部材内
に入射された光束を反射及び／または散乱するための領
域を有し、かつ、該射出面に、射出する光束を集光する
集光部を有する導光体と、該導光体の該光入射面の近傍
に設けられた光源と、を有する照明装置において、前記長手方向に直交する断面内において、前記集光部の
表面の少なくとも一部が、前記集光部の頂点の位置が該
反射及び／または散乱するための領域の法線に対してず
れていることを特徴とする照明装置。
【請求項７】端部に光入射面を有し、該端部とは別の
長手方向の側面に前記入射された光束を射出する面を有
し、光束の射出面とは別の側に設けられ、透光性部材内
に入射された光束を反射及び／または散乱するための領
域を有し、かつ、該射出面に、射出する光束を集光する
集光部を有する導光体と、該導光体の該光入射面の近傍
に設けられた光源と、を有する照明装置において、前記長手方向に直交する断面内において、前記集光部の
表面の少なくとも一部が、前記集光部の頂点を通る線に
対して対称ではないことを特徴とする照明装置。
【請求項８】端部に光入射面を有し、該端部とは別の
長手方向の側面に入射された光束を射出する面を有し、
光束の射出面とは別の側に設けられ、透光性部材内に入
射された光束を反射及び／または散乱するための領域を
有し、かつ、前記射出面に、射出する光束を集光する集
光部を有する導光体と、該導光体の前記光入射面の近傍
に設けられた光源と、を有する照明装置であって、前記
長手方向に直交する断面内において、前記反射及び／ま
たは拡散領域の法線の方向の逆の方向をｚ軸、これにた
いして直交する方向をｙ軸とするとき、前記集光部の表
面の少なくとも一部が、ｙの多項式で表され、かつその
多項式の奇数次係数の少なくともひとつが０でない照明
装置、を有することを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項９】前記照明装置の導光体の集光部の表面の
少なくとも一部を表すｙの多項式の、２次係数と、３次
係数とが、お互いに異符号であることを特徴とする請求
項８に記載の画像読み取り装置。
【請求項１０】前記照明装置の導光体の集光部の表面
の少なくとも一部を表すｙの多項式の、４次係数と、３
次係数とが、お互いに異符号であることを特徴とする請
求項８に記載の画像読み取り装置。
【請求項１１】前記照明装置の導光体の集光部の表面
の少なくとも一部を表すｙの多項式の、各次係数及び定
数項のいずれか又は全てが、前記断面に垂直な方向にわ
たって変化していることを特徴とする請求項８に記載の
画像読み取り装置。
【請求項１２】端部に光入射面を有し、該端部とは別
の長手方向の側面に入射された光束を射出する面を有
し、光束の射出面とは別の側に設けられ、透光性部材内
に入射された光束を反射及び／または散乱するための領
域を有し、かつ、前記射出面に、射出する光束を集光す
る集光部を有する導光体と、該導光体の該光入射面の近
傍に設けられた光源と、を有する照明装置であって、前
記集光部の形状の少なくとも一部が、前記長手方向にわ
たって変化している照明装置、を有することを特徴とす
る画像読み取り装置。
【請求項１３】端部に光入射面を有し、該端部とは別
の長手方向の側面に入射された光束を射出する面を有
し、光束の射出面とは別の側に設けられ、透光性部材内
に入射された光束を反射及び／または散乱するための領
域を有し、かつ、該射出面に、射出する光束を集光する
集光部を有する導光体と、該導光体の前記光入射面の近
傍に設けられた光源と、を有する照明装置であって、前
記長手方向に直交する断面内において、前記集光部の表
面の少なくとも一部が、前記集光部の頂点の位置が前記
反射及び／または散乱するための領域の法線に対してず
れている照明装置、を有することを特徴とする画像読み
取り装置。
【請求項１４】端部に光入射面を有し、該端部とは別
の長手方向の側面に入射された光束を射出する面を有
し、光束の射出面とは別の側に設けられ、透光性部材内
に入射された光束を反射及び／または散乱するための領
域を有し、かつ、前記射出面に、射出する光束を集光す
る集光部を有する導光体と、前記導光体の該光入射面の
近傍に設けられた光源と、を有する照明装置であって、
前記長手方向に直交する断面内において、前記集光部の
表面の少なくとも一部が、前記集光部の頂点を通る線に
対して対称ではない照明装置、を有することを特徴とす
る画像読み取り装置。