(57)【要約】【課題】  棒状照明装置において、主走査方向および副走査方向に均一な照度分布を持つ照明装置を得る。【解決手段】  棒状の導光体３を備える照明装置において、側面の一部に延在して入光面３ａから入射する光を外部に出射する出光領域と、出光領域に対向して側面に延在して導光体３の長軸方向に光を拡散反射する主走査反射パターン面４と、主走査反射パターン面４を除く側面の入光面３ａの近傍にのみ長軸方向と垂直な方向に光を拡散反射する副走査反射パターン１３とを備える。【選択図】  図２
2015154120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する光源と、
端面から入射する前記光を側面の一部に長軸方向に延在する出光領域から外部に出射する棒状の導光体とを備え、
前記導光体は、
前記側面に前記出光領域に対向して前記長軸方向に延在し前記光を拡散反射する第１の拡散反射領域と、
前記端面側の前記側面に設けられ前記長軸方向と垂直な方向に前記光が広がるように拡散反射する第２の拡散反射領域と
を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記第２の拡散反射領域は、前記端面から前記導光体の径の４倍以下の範囲に設けられ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】
光を出射する光源と、
端面から入射する前記光を側面の一部に長軸方向に延在する出光領域から外部に出射する棒状の導光体とを備え、
前記導光体は、
前記側面に前記出光領域に対向して前記長軸方向に延在し前記光を拡散反射する第１の拡散反射領域と、
前記出光領域を除く前記側面に設けられ前記長軸方向と垂直な方向に前記光が広がるように拡散反射する第２の拡散反射領域と
を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項４】
前記出光領域は、前記長軸方向と垂直な面内において前記第１の拡散反射領域の中心点を通る前記第１の拡散反射領域の法線から２０°未満の領域であることを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記長軸方向と垂直な面による前記導光体の断面形状は、前記第１の拡散反射領域の中心点を通る前記第１の拡散反射領域の法線に対して非対称であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記第２の拡散反射領域は、前記長軸方向に延在する凸凹形状の反射パターンを有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の照明装置を搭載したイメージセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機やファクシミリ、スキャナなどに搭載される照明装置及びそれを用いたイメージセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やファクシミリ、スキャナなどに搭載されるイメージセンサに用いられる照明装置として、棒状の導光体にＬＥＤ光を端面から入射させ、導光体の長軸方向に光を反射させる領域を設けた構成の照明装置が用いられている。上記の棒状の導光体にＬＥＤ光を端面入射させる構成の棒状照明装置は、ＬＥＤ近傍、つまり導光体端部の照度分布と中央部の照度分布が異なり、長軸方向の照度分布の均一性が課題となる。照度分布均一性が悪化する要因として、導光体内の反射角度の偏差が挙げられる。導光体内を全反射しながら長軸方向に進行する光（導波光）が、任意の角度と広がりを持って導光体側面に設けられた反射パターンに到達した時、反射によって導波光は方向を変え、導光体外に出射し、照明光となる。この照明光の出射角度は導光体反射部分での反射角度に依存するため、導光体反射部分における反射角度偏差を抑制することが照度分布の均一性の向上につながる。
【０００３】
棒状照明装置において照度分布の均一性を向上させる技術が、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載のライン照明装置では、導光体の出光面上の端部近傍に導光体からの出射光を拡散して透過させる（拡散透過させる）ための凹凸部が形成される。透過出光時に出射光を拡散させることにより、端部近傍から出光される光の放射角を広げ、照度分布の均一化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８-１４０７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複写機やスキャナ等では、照度分布の他に照度比も重要となる。ここで、照度比とは、基準位置での照度に対する原稿面距離が変化した位置での照度の比を意味する。例えば、ブック原稿や凹凸のある読取り対象物を読み取る場合、原稿の読取り位置によって、原稿面距離が変化する。複写機等では、カバーガラスに原稿が密着した位置を基準位置としてイメージセンサの各画素の白レベルが等しくなるように入射する光量の補正値を決定する。もし、主走査方向の照度比の分布が一定でなかった場合、原稿面距離が変化した場合にイメージセンサの各画素の白レベルを等しくすることができない。この結果、取得画像（読み取られた画像）に輝度のムラが生じ、画像が劣化するという問題が発生する。よって、この照度比を主走査方向に対して一定にすることが必要となる。ここで、主走査方向とは導光体の長軸方向である。この時、導光体の主走査方向と直交する短軸方向であり、原稿を読み取る際に原稿またはイメージセンサが搬送される方向が副走査方向となる。
【０００６】
特許文献１で提案されている構成では、導光体の端部から離れた位置では出光面通過時にシリンドリカルレンズ面での屈折により副走査方向に光線が集光されるのに対し、導光体の端部近傍では出光面通過時に凹凸面により拡散されるので、出射光は副走査方向に分布が広がったものとなる。例えば、原稿からの反射光を読み取るための光路を確保するために原稿を斜め方向から照明する構成では、原稿面距離が変化すると、副走査方向の異なる位置の照明光線が原稿の読み取り位置に照射されることになる。このとき、上述のように端部から離れた位置と端部近傍とで副走査方向の照度分布が大きく異なると、主走査方向の照度比の分布に大きなムラが生じてしまうという問題がある。
【０００７】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、主走査方向および副走査方向に均一な照度分布を持つ照明装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明における照明装置及びイメージセンサは、光を出射する光源と、端面から入射する光を側面の一部に長軸方向に延在する出光領域から外部に出射する棒状の導光体とを備え、導光体は、導光体の側面に出光領域に対向して長軸方向に延在し光を拡散反射する第１の拡散反射領域と、端面側の側面に設けられ長軸方向と垂直な方向に光が広がるように拡散反射する第２の拡散反射領域とを備えるものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明における照明装置及びイメージセンサは、光を出射する光源と、端面から入射する光を側面の一部に長軸方向に延在する出光領域から外部に出射する棒状の導光体とを備え、導光体は、導光体の側面に出光領域に対向して長軸方向に延在し光を拡散反射する第１の拡散反射領域と、端面側の側面に設けられ長軸方向と垂直な方向に光が広がるように拡散反射する第２の拡散反射領域とを備えるので、主走査方向および副走査方向に均一な照度分布を持つ照明装置を得ることができる。したがって、照度比の変動が抑えられ、原稿面距離に対する照度分布の変化を抑制することができるので、輝度のムラの小さい高品位な画像を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１による照明装置及びイメージセンサの分解状態を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１による照明装置及びイメージセンサにおける導光体の斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１による照明装置及びイメージセンサにおける導光体へ光の入射と伝搬を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態１による照明装置及びイメージセンサにおける導光体の構造を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態１による照明装置及びイメージセンサにおける副走査反射パターンの構造を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態１による照明装置及びイメージセンサにおける導光体の内部の光線の伝播を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態１による照明装置及びイメージセンサにおける導光体の入射面からの距離による光線の進行方向を説明する図である。
【図８】本発明の実施の形態１による照明装置及びイメージセンサにおける原稿面の副走査方向の照度分布を説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態１による照明装置及びイメージセンサにおける原稿面の２次元の照度分布を説明する等高線図である。
【図１０】本発明の実施の形態１による照明装置及びイメージセンサの副走査断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態１による照明装置及びイメージセンサにおける一方の導光体からの照明光の原稿面での副走査方向の照度分布である。
【図１２】本発明の実施の形態１による照明装置及びイメージセンサにおける一方の導光体からの照明光の原稿面での主走査方向の照度分布である。
【図１３】本発明の実施の形態１による照明装置の変形例を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態２による照明装置及びイメージセンサにおける導光体の構造を説明する図である。
【図１５】本発明の実施の形態３による照明装置及びイメージセンサにおける導光体の構造を説明する図である。
【図１６】本発明の実施の形態４による照明装置及びイメージセンサにおける導光体の構造を説明する図である。
【図１７】本発明の実施の形態５による照明装置及びイメージセンサにおける導光体の斜視図である。
【図１８】本発明の実施の形態６による照明装置及びイメージセンサにおける導光体の構造を説明する図である。
【図１９】円柱導光体および非対称導光体における副走査方向の照度分布を比較する図である。
【図２０】本発明の実施の形態６による照明装置及びイメージセンサにおける導光体の比較例の構造を説明する図である。
【図２１】本発明の実施の形態６による照明装置及びイメージセンサにおける原稿面の２次元の照度分布を説明する等高線図である。
【図２２】本発明の実施の形態６による照明装置及びイメージセンサにおける導光体の径を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による照明装置及びイメージセンサの分解状態を示す斜視図である。まず、図１を用いて、実施の形態１による照明装置及びイメージセンサの構成と動作の概略について述べる。図１に示す照明装置及びイメージセンサは、光源１、基板２、リード線２ａ、導光体３、光反射部材５、ホルダ６、カバーガラス７、撮像光学系８、受光素子９、センサ基板１０、筺体１１、原稿１２を備える。本実施の形態の照明装置としては、光源１、基板２、リード線２ａ、導光体３、光反射部材５、ホルダ６で構成されるが、光源１と導光体３とを備えていれば、他の構成は適宜変更可能である。なお、図面において同一の番号を付したものは同様のものを表し、再度の説明は省略するものとする。
【００１２】
光源１は、白色光を発する白色ＬＥＤや赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）色の光を発するＲＧＢ発光のＬＥＤなどを用いた単数又は複数の光源である。すなわち、ＬＥＤチップを樹脂モールドしたパッケージＬＥＤや、ベアチップなどで構成されたＬＥＤ、有機ＥＬ等の高輝度光源である。基板２には、光源１が設置される。リード線２ａは、光源１に電力を供給するものであり、フレキシブルケーブル等により構成される。
【００１３】
導光体３は、透明なアクリル樹脂やガラスで構成され、主走査方向（Ｘ方向）を長軸方向とする棒状の導光体であり、副走査方向（Ｙ方向）と深さ方向（Ｚ方向）で生成される面（Ｙ−Ｚ面）による断面の一部又は全てに曲率を設けている。断面に曲率を設けているとは、断面形状の外周の少なくとも一部が曲線となることを意味する。ここで、副走査方向とは、主走査方向と直交する短軸方向であり、原稿を読み取る際に原稿が搬送される方向である。
【００１４】
導光体３の一方の端面は、入射面３ａとなり、光源１から照射した光をこの面から入射させる。入射面３ａと対向する導光体３の他方の端面３ｂには、ミラーテープなどの鏡面部材や白色樹脂のような光反射部材５を設け、導光体３内を伝播してきた光を反射し、入射面３ａ方向に再度伝播させる。導光体３の側面の一部には、第１の拡散反射領域となる主走査反射パターン面４が導光体３の長軸方向に沿って延在する。主走査反射パターン面４は、導光体３の表面に設けた突起形状のプリズムが並んだ反射パターン面であり、プリズムに当たった光を導光体３の長軸方向に拡散して反射する（拡散反射する）働きがある。主走査反射パターン面４に設けた反射パターンを主走査反射パターン又は第１の反射パターンと呼ぶ。
【００１５】
ホルダ６は、中空部を有し、一方から入射面３ａを含む導光体３の端部を挿入して保持する。また、他方の面に基板２を突き当てることにより、基板２に設置された光源１を中空部に挿入する。これによって、光源１と入射面３ａを含む密閉空間を形成する。カバーガラス７は、原稿１２への照明光や原稿１２からの反射光を透過する透過体となる。原稿１２は、被照射体（被照明体）となる読取り物（読取り対象物）であり、例えば紙幣等である。
【００１６】
撮像光学系８は、原稿１２の像を形成する。受光素子９は、撮像光学系８で結像された光を受光するセンサＩＣである。受光素子９は、主走査方向である導光体３の長軸方向に沿って設置される。センサ基板１０は、受光素子９を搭載するものである。筺体１１は、ホルダ６で保持された導光体３、撮像光学系８、センサ基板１０などを収納又は保持する。
【００１７】
本実施の形態の照明装置及びイメージセンサは、以上のような構成となっており、光源１から導光体３を通った光がカバーガラス７を透過して原稿１２上に照射され、原稿の文字やパターン情報となる光が散乱反射されて撮像光学系８により受光素子９上に原稿の像が形成され、電気信号に変換される。
【００１８】
次に、導光体３について、さらに詳しく述べる。図２は本発明の実施の形態１による照明装置及びイメージセンサにおける導光体３の斜視図である。図２において、導光体３は入射面３ａの近傍の側面に、第２の反射パターンである副走査反射パターン１３を備える。副走査反射パターン１３については後述する。導光体３の側面の副走査反射パターン１３を備える領域が第２の拡散反射領域となる。簡単のためにここでは導光体３は円柱形状としているが、惰円柱形状、あるいは直線部と曲線部の組み合わさった断面形状をもつ柱状形状でもよい。また、四角柱形状など断面に曲率を設けない形状でもよいが、照明光の利用効率の観点からは、断面の少なくとも一部に曲率を設けることが望ましい。導光体３の長軸方向（主走査方向）をＸ’軸、主走査反射パターン面４の法線方向をＺ’軸、Ｘ’軸とＺ’軸に直交する方向をＹ’軸とする。図１におけるＸ軸と図２におけるＸ’軸の方向は一致するが、導光体３は通常Ｘ軸周りに回転された姿勢で設置されるため、Ｙ軸とＹ’軸、Ｚ軸とＺ’軸とは一致しない。
【００１９】
なお、導光体３が円柱形状の場合、主走査反射パターン面４は曲面となるが、この場合には、主走査反射パターン面４の幅方向（主走査方向に対して垂直な方向）の中心位置に接する平面に対して法線方向がＺ’軸となる。一方、導光体３の断面が、主走査反射パターン面４を平面としたＤ型形状となる場合には、主走査反射パターン面４に対して法線方向がＺ’軸となる。
【００２０】
光源１から発せられた光線は入射面３ａから導光体３に入射し、導光体３内を全反射伝搬する。その光線は、導光体３内で複数回全反射を繰り返し、その途中で主走査反射パターン面４に到達すると、導光体３の長軸方向に拡散反射される。ここで、長軸方向に拡散反射されるとは、長軸方向に反射光の分布が広がるように、言い換えると、図２におけるＸ’−Ｚ’面内で反射光の分布が広がるように反射するという意味である。その反射方向がＺ’軸方向に近い場合には、その拡散光線は導光体３の側面の主走査反射パターン面４に対向する領域から出光し、図１における被照射体１２を照射する。導光体３の側面の主走査反射パターン面４に対向する領域が出光領域となる。
【００２１】
図３は、本発明の実施の形態１による照明装置及びイメージセンサにおける導光体３へ光の入射と伝搬を説明する図である。主走査反射パターン面４は、その主走査方向の断面（Ｘ’−Ｚ’平面による断面）は、例えば図３に示されるように反射パターンが舟型の形をしており、それがＹ’方向に延伸した形状である。ここで言う舟型とは、反射パターンの高さ（Ｚ’方向）に対してＺ’方向の幅が単調減少する形状を意味する。主走査反射パターン面４からの反射方向については、副走査方向には凹凸がないので、副走査方向には正反射するのみで、主走査方向にのみ拡散反射する。
【００２２】
入射面３ａから入射した光線は、主走査反射パターン面４に入射して拡散される光線を除いて、導光体３の側面から出光されることはない。図３を用いてその理由を説明する。入射面３ａに入射角θ１で入射した光線は、スネルの法則に従って、ｓｉｎθ１＝ｎ×ｓｉｎθ２で示される出射角θ２で屈折され、光線２０２となる。ここで、ｎは導光体３の屈折率を表す。導光体３の側面への入射角θ３は、導光体３の側面が入射端面３ａに垂直であるならば、θ３＝９０°−θ２で表される。
【００２３】
導光体３は、透明な樹脂で製作されることが多く、その屈折率はおおよそｎ＝１．５である。ｎ＝１．５での全反射臨界角は４２°である。また、θ３が最も小さくなるのは、θ１＝９０°のときであり、ｎ＝１．５とすると、上記の式より、θ３＝４８°となる。この角度は全反射臨界角４２°より大きい。すなわち、入射面３ａから入射するすべての光線は、導光体３の側面で全反射される。導光体３の対向する側面が主走査方向に平行であれば、主走査反射パターン面４に光線が到達して拡散反射されない限り、導光体３の側面で反射される角度と、次に側面に入射する角度は不変であり、全反射を繰り返す。
【００２４】
図４は、本発明の実施の形態１による照明装置及びイメージセンサにおける導光体３の構造を説明する図である。図４（ａ）は、導光体３の構造を説明するための斜視図である。説明に当たって、柱状の導光体３の側面部を反射導光面１０１と、出光面１０２と、主走査反射パターン面４とに分ける。その領域の分類を図４に示す。出光面１０２は、主走査反射パターン面４に対向し、かつ主走査反射パターン面４で拡散反射された光線が通り抜ける（透過する）面と定義する。出光面１０２が上述の出光領域となる。反射導光面１０１は、入射した光を導光体３の内部で全反射伝搬させる面であると定義する。
【００２５】
主走査反射パターン面４への入射角度は上で述べたように４８°以上であり、大きな入射角度であるので、主走査反射パターン面４による拡散反射光の放射角分布も導光方向の前方に偏ったものとなる。よって、入射面３ａの近傍においては、導光体３の側面から出光する光線はほとんどない。すなわち、入射面３ａ近傍においては、主走査反射パターン面４を除いて全周、反射導光面１０１であるといえる。図４（ｂ）は、導光体３の構造を説明するための第１の断面図であり、図４（ａ）にＡで示す入射面３ａの近傍における断面図である。図４（ｂ）に示すように、入射面３ａの近傍においては、導光体３の側面は、主走査反射パターン面４と反射導光面１０１とに領域が分類される。
【００２６】
図４（ｃ）は、導光体３の構造を説明するための第２の断面図であり、図４（ａ）にＢで示す入射面３ａから離れた位置における断面図である。入射面３ａの近傍から離れた領域では、図４（ｃ）に示すように、主走査反射パターン面４で拡散反射された光線２０１が、出光面１０２から出光することができる。図４（ａ）においては、ハッチングした領域が出光面１０２となる。
【００２７】
円柱の導光体の場合、拡散反射光が出光できる最大範囲は、図４（ｃ）において、主走査反射パターン面４の法線方向からの角度θを用いて、θ＜４２°の範囲である。なぜなら、図４（ｃ）から明らかなように、Ｙ’−Ｚ’平面による断面内においては、主走査反射パターン面４からの角度θで反射された光線が次に側面に入射する角度はθであり、この角度が全反射臨界角４２°以下である場合に出光するからである。ただし、光線は主走査方向にも角度をもっており、主走査方向と副走査方向の入射角度をベクトル的に足し合わせた角度が側面への真の入射角度であるので、実際の出光面１０２の範囲はおおよそθ＜２０°の範囲である。すなわち、出光面１０２の範囲の目安は、導光体の長軸に垂直な面内において、主走査反射パターン面４の中央を通る主走査反射パターン面４の垂線に対して２０°未満の範囲となる。また、出光面１０２といえども主走査反射パターン面４からの反射光以外は、光を全反射伝搬させる。このように、出光面１０２と反射導光面１０１は明確に区分できるものではなく、説明上の便宜的なものである。
【００２８】
本実施の形態における導光体３は、入射面３ａ近傍の反射導光面１０１として機能する側面に、副走査反射パターン１３を持つことを特徴とする。副走査反射パターン１３は、主走査方向（Ｘ’方向）に延伸する凹凸形状である。図５は、本発明の実施の形態１による照明装置及びイメージセンサにおける副走査反射パターン１３の構造を説明する図であり、副走査反射パターン１３を備えた導光体３のＹ’−Ｚ’平面による断面図である。ここで、一例として具体的な数値を入れて説明をする。導光体３は、直径５ｍｍ、長さ３１０ｍｍの円柱形状とする。副走査反射パターン１３は、その断面形状は、図５に示すように直径１ｍｍの円弧が複数個飛び出した形状であり、Ｘ’方向の長さは１５ｍｍである。言い換えると、副走査反射パターン１３は、長さ１５ｍｍの蒲鉾形状となる。
【００２９】
次に本実施の形態の照明装置及びイメージセンサにおける副走査反射パターン１３の作用について述べる。図６は、本発明の実施の形態１による照明装置及びイメージセンサにおける導光体３の内部の光線の伝播を説明する図である。図７は、本発明の実施の形態１による照明装置及びイメージセンサにおける導光体３の入射面３ａからの距離による光線の進行方向を説明する図である。図８は、本発明の実施の形態１による照明装置及びイメージセンサにおける原稿面の副走査方向の照度分布を説明する図である。図９は、本発明の実施の形態１による照明装置及びイメージセンサにおける原稿面の２次元の照度分布を説明する等高線図である。図６〜図９を通じて、（１）の図は本実施の形態の構成を表す。また、（２）及び（３）は説明のための比較例を表し、（２）は副走査反射パターン１３がない場合、（３）は副走査反射パターン１３が長い場合の構成をそれぞれ表す。
【００３０】
図１０は、本発明の実施の形態１による照明装置及びイメージセンサの副走査断面図（Ｙ−Ｚ平面による断面図）である。図１１は、本発明の実施の形態１による照明装置及びイメージセンサにおける一方の導光体からの照明光の原稿面での副走査方向の照度分布である。図１２は、本発明の実施の形態１による照明装置及びイメージセンサにおける一方の導光体からの照明光の原稿面での主走査方向の照度分布である。
【００３１】
以下、図６〜図１２を用いて、本実施の形態の照明装置及びイメージセンサにおける副走査反射パターン１３の作用について述べる。説明に当たって、上記の数値例の通り、導光体３は、直径５ｍｍ、長さ３１０ｍｍの円柱形状とし、副走査反射パターン１３は、断面形状が直径１ｍｍの円弧、長さ１５ｍｍとする。図６は、図２に示すＸ’−Ｚ’平面による断面において、光源１から導光体３に入射した光線が原稿面１０３に到達する様子を表す。図６において、導光体３の入射面３ａをＸ’＝０ｍｍとして、例えば、Ｘ’＝７．５ｍｍの位置をＡで示し、Ｘ’＝２０ｍｍの位置をＢで示し、Ｘ’＝１５０ｍｍの位置をＣで示す。図７は、図６に示すＡ位置、Ｂ位置、Ｃ位置における導光体３のＹ’−Ｚ’平面による断面図と、この断面内で反射される光線の進行方向を模式的に表している。図８は、図６に示す原稿面１０３における位置Ｂ’、Ｃ’での副走査方向（図１におけるＹ方向）の照度分布を表したものである。
【００３２】
まず、図６〜図１２を用いて、図６〜図９の（２）に示す副走査反射パターン１３がないときの課題を説明する。なお、以下の説明において、導光体における副走査方向は図２におけるＹ’方向であり、原稿面における副走査方向は図１におけるＹ方向である。Ｘ’＝７．５ｍｍの位置にあるＡ断面では入射面３ａに近いので、導光体３への入射光線は、Ａ断面以前には導光体内での反射を経ずにＡ断面に到達する。この点は、（１）及び（３）においても同様である。Ａ断面での主走査反射パターン面４からの反射角度分布は、一回反射だけであるので、図６の（１）〜（３）の全ての場合において変わらない。
【００３３】
次に、Ｘ’＝２０ｍｍの位置にあるＢ断面では、Ａ断面の位置よりも遠いので、導光体内での反射をせずに到達する光線だけでなく、例えば１ないし３回反射した光線も存在する。しかし、反射回数が少ないので、光線の混ぜ合わせが十分でなく、主走査反射パターン面４に入射する光線の副走査方向の分布は狭い。よってＢ断面での副走査方向の反射角度分布も図７（２）に示すように、幅が狭いものとなる。この反射光線の副走査方向の放射角分布の広がりの狭さを反映して、図８（２）に示すように、Ｂ’位置における原稿面１０３での副走査方向の照度分布は狭い。
【００３４】
次に、より遠方の、Ｘ’＝１５０ｍｍの位置にあるＣ断面では、導光体内部での反射回数が増え、伝播光線の副走査面内で角度分布に偏りがなくなる。よって、Ｃ断面での主走査反射パターン面４に入射する光線の副走査方向の分布の広がりは大きくなり、Ｃ断面での反射角度分布の広がりも図７（２）に示すように、大きくなる。この反射光線の副走査方向の放射角分布の広がりが大きいことを反映して、図８（２）に示すように、Ｃ’位置における原稿面１０３での副走査方向の照度分布は広い。
【００３５】
ある回数以上全反射伝搬を繰り返せば、副走査面内での光線の進行方向角度分布はほとんど変わらなくなるので、入射面３ａからの距離Ｘ’が十分に大きい範囲では、Ｃ’位置での照度分布と同じである。原稿面におけるＸ−Ｙ平面内での照度分布の等高線表示を図９（２）に示す。図９において、横方向が原稿の主走査方向であるＸ方向、縦方向が副走査方向であるＹ方向となる。また、図の左端が入射面３ａの近傍となる。なお、図９に原稿の読み取り位置１１２を一点鎖線で示している。入射面３ａ近傍では、副走査方向の幅が狭く、入射面３ａから主走査方向に十分遠方な位置では副走査方向の幅が広く一定である。
【００３６】
さて、副走査方向の照度分布の幅が主走査方向の位置によって部分的に狭いとき、原稿面距離が変化すると、原稿の読み取り位置１１２での主走査方向の照度分布が変化してしまう。図１０を用いて、副走査方向における照明光線の行方について述べる。図１０において、左右両側に配置された２つの導光体３をそれぞれ、３−Ｌ、３−Ｒとする。カバーガラス７の上面を（通常の）原稿面１０３、カバーガラス７の上面からＺ方向に、例えば距離２ｍｍ離れた面を原稿が離れた場合の原稿面１０４とする。撮像光学系８が原稿を読み取る位置を読み取り位置１１２とする。導光体３−Ｌから照射される光線２１０は略平行光束として、Ｚ軸方向に対し斜めに原稿面を照射している。
【００３７】
一方の導光体３−Ｌによる原稿面１０３または原稿が離れた場合の原稿面１０４での副走査方向の照度分布が図１１に示されている。照明光線が略平行光としてＺ軸に対して斜めに伝播するので、図１１（ａ）、（ｂ）又は（ｃ）、（ｄ）に示されているように、照明する位置が原稿面１０３から原稿が離れた場合の原稿面１０４に遠ざかると、分布形状はそれほど変化せずに＋Ｙ方向へ分布位置がシフトする。図９に示す主走査方向位置Ｂ’では、副走査方向の分布の幅が狭いので、図１１（ａ）及び（ｂ）に示されるように、原稿が離れた場合の原稿面１０４では原稿面１０３と比較して、読み取り位置１１２での照度が低下する。
【００３８】
一方、図９に示す主走査方向位置Ｃ’では、副走査方向の分布幅が広いので、図１１（ｃ）及び（ｄ）に示されるように、原稿面１０３と原稿が離れた場合の原稿面１０４とでは、読み取り位置１１２での照度は大きく変化しない。図１２（ａ）には、原稿面１０３における読み取り位置１１２での主走査方向の照度分布を示している。また、図１２（ｂ）には、原稿が離れた場合の原稿面１０４における読み取り位置１１２での主走査方向の照度分布を示している。図１２に示すように、原稿面１０３での主走査方向の照度分布が一定であったとしても、原稿距離が離れると、Ｂ’位置での照度が下がり、主走査方向の照度分布が一定でなくなる。こうなると、原稿面１０３での照度値を用いてセンサの各画素の白レベルの補正を行うと、原稿が離れた場合の原稿面１０４での取得画像に輝度のムラが生じてしまい、画像が劣化する。
【００３９】
次に、図６〜図９の（１）に示す主走査方向に適切な長さの副走査反射パターン１３がある、本実施の形態の照明装置及びイメージセンサについて説明する。本実施の形態の照明装置及びイメージセンサにおいては、図６（１）および図７（１）に示されるように、導光体３の入射面３ａから入射し上方に伝播する光線は、Ａ断面において副走査反射パターン１３によって副走査方向に拡散反射される。ここで、副走査方向に拡散反射されるとは、主走査方向である導光体の長軸方向と垂直な面内（図２におけるＹ’−Ｚ’面内）で反射光の分布が広がるように反射するという意味である。Ｂ断面位置では、Ａ断面付近で拡散反射された光線が到達するので、Ｂ断面での主走査反射パターン面４への入射角度分布は図７（１）に示すように、副走査方向に十分広がったものとなる。副走査反射パターン１３での光線の拡散を十分大きなものとすれば、Ｂ断面での主走査反射パターン面４への副走査方向の入射角度分布は、より遠方のＣ断面での入射角度分布と同じ程度に広がったものとすることができる。このとき、Ｂ断面で主走査反射パターン４から放射される副走査方向の反射角度分布は、Ｃ断面でのそれと同等のものとなる。
【００４０】
ここで、Ｂ断面付近では、副走査反射パターン１３が存在しないことが、本実施の形態の照明装置及びイメージセンサの大きな特徴である。Ｂ断面における主走査反射パターン４での反射光は、出光面１０２を透過する際に拡散されることがないので、図８（１）に示すように、Ｂ’位置での原稿面１０３での照度分布と、Ｃ’位置での原稿面１０３での照度分布とは同等のものとなる。本実施の形態の照明装置及びイメージセンサにおける照度の２次元分布を等高線で表示すると、図９（１）のようになり、読み取り位置１１２上では主走査方向の広い範囲にわたって一定の強度である。
【００４１】
このとき、副走査反射パターン１３がない場合で述べたのとは異なり、原稿面１０３上での照度分布が一定であるばかりでなく、原稿が離れた場合の原稿面１０４上での照度分布も一定となる。すなわち、原稿面１０３での照度値を用いてセンサの各画素の白レベルの補正を行えば、原稿が離れた場合の原稿面１０４に対しても取得画像に輝度のムラが生じず、高品位な画像が得られるという効果がある。また、主走査反射パターンで拡散反射される光線が導光体から出光する際に屈折拡散されて、必要以上に広い範囲に光を照射することがないので光量の損失が少ないという効果もある。
【００４２】
最後に、図６〜図９の（３）に示す副走査反射パターン１３が主走査方向に長すぎる場合について説明する。具体的には、例えば、副走査反射パターン１３は、入射面３ａから主走査方向に２５ｍｍの長さの領域にあるものとする。この場合、Ｂ断面での主走査反射パターン面４への入射角度分布は、上述した本実施の形態の照明装置及びイメージセンサの場合と同様に、副走査方向に十分広がったものである。なぜなら、Ｂ断面への入射光線は、Ａ断面付近で副走査反射パターン１３によって副走査方向に拡散された光線が入射するからである。
【００４３】
しかし、Ｂ断面での主走査反射パターン面４からの拡散反射光は、図６（３）、図７（３）に示されるように、出光面１０２を屈折通過する際にも副走査反射パターン１３により散乱されてしまう。そのため、Ｂ’位置での原稿面１０３での照度分布は、図８（３）に示すように副走査方向に大きく広がりすぎたものとなり、読み取り位置における照度はＣ’位置よりも小さくなってしまう。この場合の照度の２次元分布を等高線で表示すると、図９（３）のようになり、読み取り位置１１２上では主走査方向の強度分布の均一性が悪くなる。さらに、導光体の端部近傍では、読み取りに必要な範囲以上に光を発散させてしまうため、光量の損失が大きいという問題がある。
【００４４】
すなわち、副走査反射パターン１３が主走査方向に長すぎる場合、撮像光学系８の読み取りに不要な領域にまで照明光が広がってしまうことにより、光量の損失が生じるという課題、主走査方向の照度分布の均一性が悪くなるという課題がある。照明光は、副走査方向だけでなく主走査方向にもＺ軸に対して斜めに出射される光線が多いので、主走査方向の照度分布の均一性が悪くなると、原稿が離れた場合の原稿面１０４の照度の原稿面１０３の照度に対する比である照度比も悪くなるという課題も生じる。また、上述した副走査反射パターン１３がない場合と同様に、主走査方向によって副走査方向の照度分布が異なるので、原稿の距離が変化した場合に取得画像に輝度のムラが生じてしまうという問題もある。
【００４５】
以上で具体的に例示したように、反射導光面１０１上に形成した副走査反射パターン１３には主走査方向に適切な長さがある。すなわち、副走査反射パターン１３により、反射導光時に副走査方向に光線を拡散反射させて主走査反射パターン面４に入射させ、かつ主走査反射パターン面４での拡散反射光が導光体から出光するときに副走査反射パターン１３によって更に拡散されないためには、主走査方向に適切な長さがある。上記例では、導光体３の直径５ｍｍに対して、本実施の形態の照明装置及びイメージセンサにおける副走査反射パターン１３の長さは１５ｍｍであり、２５ｍｍまで長くなると不都合が生じた。適切な長さについては、撮像光学系８の読み取りに使う主走査長や、導光体に許容される長さにも依存するが、目安として、導光体３の直径の４倍程度である。導光体の直径が５ｍｍの今の場合では、２０ｍｍ以下が適当である。
【００４６】
副走査反射パターン１３の適切な長さについて更に述べる。上述の通り、導光体３からの出射光を過度に拡散させないためには、副走査反射パターン１３はできる限り短いことが望ましいが、導光体３の内部を伝搬する光が副走査方向に十分広がるように長さを取る必要がある。例えば、入射面３ａの上端にθ２＝４５°で下向きに入射した光が、主走査反射パターン面４で主走査方向に拡散反射されないとして、副走査反射パターン１３で２回拡散反射されるためには、副走査反射パターン１３は入射面３ａから導光体３の直径の４倍の長さが必要となる。副走査反射パターン１３で２回拡散反射された光は、副走査方向に実用上は十分に拡散されると考えられる。したがって、この観点から、副走査反射パターン１３は、入射面３ａから導光体３の直径の４倍の長さまでの領域に設けることが適当となる。
【００４７】
なお、上述の通り、反射導光面１０１と出光面１０２との境界はあいまいである。言い換えると、反射導光面１０１として機能する領域と出光面１０２として機能する領域とは徐々にその機能が切り替わり、遷移領域となる領域も存在する。したがって、副走査反射パターン１３から導光体３の外部に出光する光も存在するが、そのような副走査反射パターン１３から出光する照明光を撮像光学系８の読み取りに用いてもよい。すなわち、撮像光学系８の読み取り範囲の外側に副走査反射パターン１３が存在するのが設計上の基本概念ではあるが、現実の製品に適用される設計においては導光体に許容される長さに制約があるので、実使用上許容される範囲で、撮像光学系８の読み取り範囲と副走査反射パターン１３が主走査方向において一部重なっていてもよい。
【００４８】
ここで、上述の副走査反射パターンの場合と同様に、主走査反射パターンについても２回反射された光は実用上において十分に拡散されると考えると、反射導光面１０１と出光面１０２との境界の目安は、入射面３ａから導光体３の直径の４倍の距離となる。これは、入射面３ａの下端にθ２＝４５°で上向きに入射した光が、主走査反射パターン面４で２回拡散反射されるために必要な長さを単純に見積もったものである。ここで、単純に見積もったとは、主走査反射パターン面４で主走査方向に拡散反射される成分を考慮せず、全反射伝搬として単純化したという意味である。このような観点からは、反射導光面１０１と出光面１０２との境界はあいまいではあるが、入射面３ａから導光体３の直径の４倍の距離と考えることができる。
【００４９】
また、本実施の形態の照明装置及びイメージセンサにおいて、以上で述べた構成では導光体の一方の端面のみを入射面３ａとして光源１を配置していたが、他の構成とすることもできる。図１３は、本発明の実施の形態１による照明装置の変形例を示す図である。図１３に示すように、導光体のもう一方の端面３ｂにも光源１を配置して、両側から光線を入射する構成としてもよい。すなわち、上述したのと同じように、入射面３ａおよび３ｂの近傍の側面上に、副走査反射パターン１３を配置すれば、均一な照度分布のライン照明光源を得ることができる。導光体３の両端に光源１を配置すると、片側だけの時に比較しておおよそ２倍という大きな照度を得ることができる。
【００５０】
以上のように、本実施の形態の照明装置及び照明装置及びイメージセンサは、光を出射する光源と、端面から入射する光を側面の一部に長軸方向に延在する出光領域から外部に出射する棒状の導光体とを備え、導光体は、導光体の側面に出光領域に対向して長軸方向に延在し光を拡散反射する第１の拡散反射領域と、端面側の側面に設けられ長軸方向と垂直な方向に光が広がるように拡散反射する第２の拡散反射領域とを備えるので、主走査方向および副走査方向に均一な照度分布を持つ照明装置を得ることができる。したがって、照度比の変動が抑えられ、原稿面距離に対する照度分布の変化を抑制することができるので、輝度のムラの小さい高品位な画像を取得することができる。また、光量の損失を抑制することも可能となる。
【００５１】
本実施の形態の照明装置及び照明装置及びイメージセンサの効果について更に述べる。本実施の形態の照明装置及び照明装置及びイメージセンサによれば、導光体の側面上に、入射端面から導光体の直径の４倍までの範囲に、主走査方向に延伸した凹凸形状の副走査反射パターンと、長軸方向に沿って周期的に設けられた主走査反射パターンとが形成されているので、主走査方向および副走査方向に均一な照度分布を持つライン状照明光源を得ることができる。そのことにより、原稿面距離が変化しても、原稿の読み取り位置での照度分布が変化しないので、原稿面距離が変化した場合の照明装置及びイメージセンサの各画素の白レベルを等しくすることができ、取得画像に輝度のムラが生じず、高品位な画像を得ることができる。また、光量の損失が少ないという効果もある。
【００５２】
主走査方向および副走査方向に均一な照度分布を得ることができるメカニズムを以下に要約する。入射端部近傍に設けられた副走査反射パターンにより、導光体内に入射した光線が副走査方向にのみ拡散反射されるので、主走査方向と垂直な面内において、光線進行方向の混ぜ合わせが少ない全反射回数で効率よく起こる。そのため、主走査反射パターンに入射する光線の副走査方向分布が、導光体の端部近傍でも遠いところと同じように広がったものとなる。よって、主走査反射パターンで拡散反射される光線の放射角分布が、導光体の主走査方向の位置によらず一定となる。ここで、副走査反射パターンが、入射端面から導光体の直径の４倍までの範囲に限定されているので、主走査反射パターンで拡散反射される光線が導光体から出光する際に更に拡散されることがなく、必要以上に広い範囲に光を照射することがないので光量の損失が少ない。
【００５３】
実施の形態２．
図１４は、本発明の実施の形態２による照明装置及びイメージセンサにおける導光体３の構造を説明する図である。図１４に示す導光体３においては、上記実施の形態１におけるものと比較して、副走査反射パターン１３が、導光体３の断面の外周の上部だけでなく、主走査反射パターン面４を除いた下部の方まで、形成されている点が異なる。図１４において、（ａ）は導光体３の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ断面による導光体３の断面図であり、（ｃ）は（ａ）に示すＢ断面による導光体３の断面図である。
【００５４】
このように、導光体の側方、および下方にも副走査反射パターン１３が形成されているので、本実施の形態の照明装置及びイメージセンサによれば、入射面３ａから入射し、導光体の側方面、および下方面に入射する光線も副走査方向に散乱され、上記実施の形態１より効率的に副走査断面内での光線進行方向の分布を広げることができる。また、上記実施の形態１にて述べたものと同様の効果も有する。
【００５５】
実施の形態３．
図１５は、本発明の実施の形態３による照明装置及びイメージセンサにおける導光体３の構造を説明する図である。図１５に示す導光体３においては、上記実施の形態２におけるものと比較して、入射面３ａから離れた位置において出光面１０２を避けた側面の反射導光領域１０１に、副走査反射パターン１３が形成されている点が異なる。図１５において、（ａ）は導光体３の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ断面による導光体３の断面図であり、（ｃ）は（ａ）に示すＢ断面による導光体３の断面図である。
【００５６】
図１５に示す導光体３においては、まず、出光面１０２を導光体３の側面上で副走査方向に延長した反射導光領域１０１上にも、副走査反射パターン１３が形成されていることを特徴とする。このように、出光面１０２の副走査方向脇の反射導光領域１０１に副走査反射パターン１３が形成されているので、より効率的に副走査断面内での光線進行方向の分布を広げることができる。また、出光面１０２を避けて副走査反射パターン１３が形成されているので、反射パターン４からの反射散乱光が出光面から屈折により通り抜ける際に散乱を受けることもない。本実施の形態の照明装置及びイメージセンサによれば、より効率的に副走査断面内での光線進行方向の分布を広げることができ、より均一な照度分布を得ることができる。また、上記実施の形態１にて述べたものと同様の効果も有する。
【００５７】
実施の形態４．
図１６は、本発明の実施の形態４による照明装置及びイメージセンサにおける導光体３の構造を説明する図である。図１６において、（ａ）は導光体３の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ断面による導光体３の断面図であり、（ｃ）は（ａ）に示すＢ断面による導光体３の断面図である。図１６に示す導光体３においては、上記実施の形態３におけるものと比較して、出光面１０２の領域を主走査方向に延長した領域を避けて、導光体３の側面に副走査反射パターン１３が形成されている点が異なる。上記実施の形態１にて述べたように、出光面１０２の範囲は、主走査反射パターン面４の法線方向からおおよそ２０°以内の範囲であるので、図１６（ｂ）、（ｃ）において、θ＞２０°の範囲に、副走査反射パターン１３が形成されているということである。
【００５８】
導光体３内の反射伝播光は導光体３内のあらゆる側面内で反射伝播するので、θ＞２０°の範囲だけでも副走査反射パターン１３が形成されていれば、入射面３ａからの距離とともに、光線の副走査方向面内での拡散はすみやかに大きくなる。また、上記実施の形態１で述べたように、θ＜２０°の範囲では、反射導光面１０１と出光面１０２との主走査方向での境界はあいまいであるが、本実施例のようにθ＞２０°の範囲だけに副走査反射パターン１３を形成するのであれば、出光面１０２から出光する光線が、屈折透過時に更に拡散されることはない。よって、より均一な照度分布を得ることができる。また、本実施の形態の照明装置及びイメージセンサによれば、上記実施の形態１にて述べたものと同様の効果も有する。
【００５９】
実施の形態５．
図１７は、本発明の実施の形態５による照明装置及びイメージセンサにおける導光体３の斜視図である。図１７に示す導光体３においては、反射導光面に形成された副走査反射パターン１３は、主走査方向に稜線を持たない突起であることが特徴である。例えば、副走査反射パターン１３を形成する突起の形状は、主走査方向に長軸をもつ回転楕円体の一部の面である。
【００６０】
このように副走査方向だけでなく、主走査方向にも角度を有する面を反射導光面１０１上に配置すると、突起で拡散反射される光線は、副走査方向だけでなく、主走査方向にも拡散される。しかし、主走査方向の拡散の割合が小さければ、主走査方向の光の拡散は問題とならずに、副走査方向に拡散されることによるメリットだけを享受することができる。例えば、突起の形状が、主走査方向には緩やかな曲率をもち、副走査方向には緩やかでない曲率（すなわち曲率半径が小さい）の場合、主走査方向への拡散は小さく、副走査方向の拡散は大きくなる。このように、副走査反射パターン１３は、主走査方向に稜線を持たない場合でも、上記実施の形態１〜４で述べたのと同様の効果を得ることができる。
【００６１】
実施の形態６．
図１８は、本発明の実施の形態６による照明装置及びイメージセンサにおける導光体３の構造を説明する図である。図１８において、（ａ）は導光体３の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＢ断面による導光体３の断面図であり、（ｃ）は（ａ）に示すＣ断面による導光体３の断面図である。図１８（ｂ）、（ｃ）に示す断面図においては、当該断面における光線の進行方向も模式的に示している。図１８に示す導光体３は、主走査方向に垂直な面において、非対称な形状の断面をもつ柱状であって、かつ入射面３ａ近傍の側面に副走査反射パターン１３が形成されたものでる。非対称な形状の断面の導光体は、原稿面１０３での副走査方向の照度分布をより均一化するのに適している。
【００６２】
図１９は、円柱導光体および非対称導光体における副走査方向の照度分布を比較する図である。ここで、円柱導光体とは、主走査方向に垂直な面において円形の断面を有する導光体であり、非対称導光体とは、主走査方向に垂直な面による断面が、主走査反射パターン面４の中心を通る垂線に対して非対称な形状となる導光体である。まず、円柱導光体の場合の照度分布を図１９（ａ）、（ｂ）に示す。図１９（ａ）は、導光体座標系のＹ’軸に沿った照度分布である。また、図１９（ｂ）は、原稿面１０３における照度分布である。なお、導光体座標系とは、図２や図１８に示すＸ’軸、Ｙ’軸、Ｚ’軸による座標系である。上述の通り、導光体３の長軸方向（主走査方向）がＸ’軸、主走査反射パターン面４の法線方向がＺ’軸、Ｘ’軸とＺ’軸に直交する方向がＹ’軸となる。また、導光体座標系の原点は、入射面３ａ上で、幅方向（Ｙ’方向）の導光体３の中央点であり、深さ方向（Ｚ’方向）の導光体３の最下端とする。
【００６３】
円柱導光体では、主走査反射パターン４および導光体はＺ’軸に対して左右対称な位置に形成され、図１９（ａ）の照度分布も左右対称になる。ところが、図１０に示したように、導光体３から出射された光線２１０はＺ軸に対し斜めに伝播し原稿面１０３を照射する。また、導光体３からの照明光は厳密には平行光とはならないので、図１９（ｂ）に示すように、原稿面１０３の導光体３に近い位置の照度は強く、遠い位置の照度は弱くなり、原稿面１０３上での照度分布は均一でなくなる。
【００６４】
そこで、導光体３の断面形状を非対称に最適化すれば、導光体３に対して斜めに設置された原稿面１０３上での照度分布を均一化することが可能である。主走査反射パターン４も導光体の中心からずれた位置にあってもよい。非対称導光体の場合の照度分布を図１９（ｃ）、（ｄ）に示す。図１９（ｃ）は、導光体座標系のＹ’軸に沿った照度分布である。また、図１９（ｄ）は、原稿面１０３における照度分布である。このような非対称導光体では、Ｙ’軸上では図１９（ｃ）のように右肩上がりの照度分布になるようにして、原稿面１０３上では図１９（ｄ）のように均一な分布を作ることが可能である。しかし、このような優れた特性を持つ非対称導光体においても、上記実施の形態１で詳しく述べたのと同様のメカニズムにより、入射面３ａ近傍では、副走査方向の照度分布が狭くなってしまう。
【００６５】
図２０は、本発明の実施の形態６による照明装置及びイメージセンサにおける導光体の比較例の構造を説明する図であり、副走査反射パターンがない場合の比較例である。図２０において、（ａ）は導光体の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＢ断面による導光体の断面図であり、（ｃ）は（ａ）に示すＣ断面による導光体の断面図である。図２０（ｂ）、（ｃ）に示す断面図においては、当該断面における光線の進行方向も模式的に示している。
【００６６】
図２１は、本発明の実施の形態６による照明装置及びイメージセンサにおける原稿面１０３の２次元の照度分布を説明する等高線図である。図２１において、（１）は本実施の形態による照明装置及びイメージセンサにおける原稿面１０３の照度分布を表し、（２）は図２０に示す比較例における原稿面１０３の照度分布を表す。
【００６７】
副走査反射パターンがない場合には、図２０（ｂ）に示すように、入射面３ａに近いＢ断面位置では、そこに到達する光線の反射回数が少ないために、主走査反射パターン４で反射された光の副走査方向の角度分布は狭く、偏りがある。一方、より遠方のＣ断面位置では、複数回の内部全反射により光線の進行方向が十分に混ぜ合わされ、主走査反射パターン４で反射された光の角度分布は広い。さらに、導光体３が非対称導光体であれば、Ｚ’軸に対する構成が左右非対称であるために、図２０（ｂ）、（Ｃ）に示すようにＢ断面位置とＣ断面位置とで照度がピークとなる方向２１１がずれ、照度のピーク位置がずれてしまう。
【００６８】
Ｂ断面内では主走査反射パターン４からＺ’軸に対して偏った方向に光線が反射されるが、Ｃ断面内では、Ｚ’軸に対してほぼ均一な方向に光線が反射されるからである。原稿面１０３上における照度のピーク位置は、図２０（ｂ）ではＺ’軸から遠く離れているが、図２０（ｃ）ではほぼＺ’軸上にある。原稿面１０３上での２次元照度分布の等高線図として表示した図を、図２１（２）に示す。Ｂ’位置では、照度のピークが読み取り位置１１２からずれ、かつ副走査方向の分布幅も狭い。
【００６９】
一方、本実施の形態の非対称導光体３では、反射導光面１０１上に副走査反射パターン１３を形成する。そのことにより、入射面３ａから入射した光線がＢ断面位置に到達する前に、副走査方向に十分に拡散反射される。Ｂ断面位置における、主走査反射パターン４への入射光線の副走査方向分布が十分広がるので、Ｂ断面位置から出光される光線束は、Ｃ断面位置から出光される光線束と同じ分布をもつ。よって、図２１（１）に示すように、原稿面１０３上において主走査方向の位置によらず均一な副走査方向の分布を持つ照明光を得ることができる。
【００７０】
図２２は、本発明の実施の形態６による照明装置及びイメージセンサにおける導光体３の径を説明する図である。上記実施の形態１においては、上述のように副走査反射パターン１３の主走査方向の適切な長さは導光体３の直径の４倍以下であった。本実施の形態における導光体３の断面は円ではないので、直径を厳密には定義することができない。本実施の形態の照明装置及びイメージセンサにおいては、副走査断面内での光線進行方向の分布を十分広げるために、導光体３内で数回反射させることが必要な要件なので、主走査反射パターン面４の法線方向９８に対して、導光体３の断面全体が収まる幅と定義する。本実施の形態における導光体３の径の定義を図２２にｈとして示す。なお、この径の定義は、非対称導光体に限定されず、様々な断面形状の導光体にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１  光源、２  基板、２ａ  リード線、３、３−Ｌ、３−Ｒ  導光体、３ａ  入射面、３ｂ  端面、４  主走査反射パターン面、５  光反射部材、６  ホルダ、７  カバーガラス、８  撮像光学系、９  受光素子、１０  センサ基板、１１  筺体、１２  原稿、１３  副走査反射パターン、１０１  反射導光面、１０２  出光面、１０３  原稿面、１０４  原稿が離れた場合の原稿面、１１２  読み取り位置、２０１、２０２、２１０  光線、２１１  照度がピークとなる方向。
【図１】
2015154120.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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