(57)【要約】【課題】ＬＥＤ素子をライン状に複数個整列させて光源を構成する照明装置において、画像読取装置において、ＬＥＤ素子の配設個数を少なくしてコストアップを抑制するとともに、光量ムラのない原稿照射を行う。【解決手段】画像を読み取る際のＬＥＤ素子単体の光量をＡ、全体の光量をＢ、ＬＥＤ素子の照射角をα、隣接するＬＥＤ素子の中心間のピッチをＰ、ＬＥＤ素子の発光面から原稿面までの距離をＨ、としたときに、これらの値が、次式、      Ａ／Ｂ≧０．５      Ｐ／Ｈ≦０．６α＋０．２５を満足するように設定する。【選択図】図７
2008197432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライン状に整列された複数の点光源により原稿の画像面をライン状に照射する光源と、前記ラインに対して前記原稿が直交する方向に移動するように前記光源と前記原稿とを相対移動させる移動装置と、を備えた照明装置において、
画像を読み取る際の前記点光源単体の光量をＡ、全体の光量をＢ、前記点光源の照射角をα（ｒａｄ）、隣接する前記点光源の中心間のピッチをＰ、前記点光源の発光面から原稿面までの距離をＨ、としたときに、これらの値が、次式、
Ａ／Ｂ≧０．５
Ｐ／Ｈ≦０．６α＋０．２５
を満足するように設定されている、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記点光源の発光面が原稿面に対して傾斜して配置されている場合において、前記距離Ｈが、前記点光源の発光面の中心からの法線と原稿面との交点と、前記点光源の発光面の中心との距離である、
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
光源と原稿とを相対移動させながら前記原稿の画像面を照射する照明装置と、前記照明装置から出射されて前記原稿の画像面で反射された反射光により画像を結像する結像レンズと、固体撮像素子とを備えた画像読取装置において、
前記照明装置が、請求項１又は２に記載の照明装置であることを特徴とする画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の点光源（例えば、ＬＥＤ素子）をライン状に整列させて光源を構成する照明装置、及びこれを備えた画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機，プリンタ等の画像形成装置に使用される画像読取装置において、照明装置として、点光源であるＬＥＤ素子を複数、使用したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
複数のＬＥＤ素子をライン状に整列させ、そのラインに直交する方向に原稿を相対移動させながら、ＬＥＤ素子で原稿を照射する。原稿からの反射光は、結像レンズを介してＣＣＤ等の撮像素子で受光され、これにより、原稿の画像面を読み取ることができる。
【０００４】
ＬＥＤ素子には、一般に、消費電力が小さい、発熱量が少ない、寿命が長い等の利点がある。
【特許文献１】特開平８−３１７１３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＬＥＤ素子には、特定の方向に光を強く照射するという特性がある。このため、ＬＥＤ素子を、上述のように画像読取装置の照明装置として使用する場合、ＬＥＤ素子の照射角α、隣接するＬＥＤ素子間のピッチＰ、ＬＥＤ素子から原稿面までの距離Ｈを好適に設定することが必要となる。例えば、ピッチＰが大きすぎる場合、つまり隣接するＬＥＤ素子間の距離が離れすぎている場合には、原稿面において光量ムラが発生する。この逆に、ピッチＰが小さすぎる場合、つまり隣接するＬＥＤ素子間の距離が近すぎる場合には、上述の光量ムラは解消するものの、必要なＬＥＤ素子の数が多くなるため、コストアップを招くことになる。さらに、ピッチＰと距離Ｈとの関係は、ＬＥＤ素子の照射角によっても変わってくる。また、例えば、ピッチＰを一定にした場合でも、ＬＥＤ素子から原稿面までの距離Ｈが近すぎると、光量ムラが発生し、逆に遠すぎると原稿面での光量が不足するため、その分、ＬＥＤ素子を増やす必要がある。
【０００６】
近年のＬＥＤ素子の高輝度化を考慮すると、原稿面の全体光量Ｂに対するＬＥＤ素子単体の光量Ａの割合、Ａ／Ｂを大きくして、必要光量を得るためのＬＥＤ素子の数量を少なくすることが好ましい。ただし、Ａ／Ｂが大きいことは、ＬＥＤ素子が原稿面に近いことを意味し、上述のように光量ムラが発生するおそれがある。
【０００７】
以上のように、コストアップを抑制しつつ、光量ムラのない原稿照射を行おうとすると、ＬＥＤ素子単体の光量Ａ、原稿面の全体光量Ｂ、ＬＥＤ素子の照射角α、隣接するＬＥＤ素子間のピッチＰ、ＬＥＤ素子と原稿面との距離Ｈの間には、密接な関係があることがわかる。
【０００８】
そこで、本発明は、点光源単体の光量Ａ、原稿面の全体光量Ｂ、点光源の照射角α、隣接する点光源間のピッチＰ、点光源と原稿面との距離Ｈの関係を適宜に設定することにより、コストアップを抑制しつつ、光量ムラのない原稿照射を行うことができる照明装置、及びこれを備えた画像読取装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、ライン状に整列された複数の点光源により原稿の画像面をライン状に照射する光源と、前記ラインに対して前記原稿が直交する方向に移動するように前記光源と前記原稿とを相対移動させる移動装置と、を備えた照明装置に関する。この発明に係る照明装置は、画像を読み取る際の前記点光源単体の光量をＡ、全体の光量をＢ、前記点光源の照射角をα（ｒａｄ）、隣接する前記点光源の中心間のピッチをＰ、前記点光源の発光面から原稿面までの距離をＨ、としたときに、これらの値が、次式、
Ａ／Ｂ≧０．５
Ｐ／Ｈ≦０．６α＋０．２５
を満足するように設定されている、ことを特徴としている。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る照明装置において、前記点光源の発光面が原稿面に対して傾斜して配置されている場合において、前記距離Ｈが、前記点光源の発光面の中心からの法線と原稿面との交点と、前記点光源の発光面の中心との距離である、ことを特徴としている。
【００１１】
請求項３に係る発明は、光源と原稿とを相対移動させながら前記原稿の画像面を照射する照明装置と、前記照明装置から出射されて前記原稿の画像面で反射された反射光により画像を結像する結像レンズと、固体撮像素子とを備えた画像読取装置に関する。この発明に係る画像読取装置は、前記照明装置が、請求項１又は２に係る照明装置であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によると、画像を読み取る際の点光源単体の光量をＡ、全体の光量をＢ、点光源の照射角をα、隣接する点光源の中心間のピッチをＰ、点光源の発光面から原稿面までの距離をＨ、としたときに、これらの値のうち、ＡとＢとについて、Ａ／Ｂ≧０．５が成り立つように設定することにより、光量ムラの発生を防止することができる。また、α，Ｐ，Ｈの関係においては、Ｐ／Ｈ≦０．６α+０．２５が成り立つようにこれらを値を設定することにより、コストアップを抑制しつつ、光量ムラのない原稿照射を行うことができる。なお、上述の関係式は、実験に基づいて設定したものである。
【００１３】
請求項２の発明では、請求項１に係る照明装置において、点光源の発光面が原稿面に対して傾斜して配置されている場合を規定するものであり、この場合には、距離Ｈが、点光源の発光面の中心からの法線と原稿面との交点と、点光源の発光面の中心との距離を、距離Ｈとする。本請求項においても、請求項１と同様の効果を奏することができる。
【００１４】
請求項３の発明は、画像読取装置において、照明装置が請求項１又は２に係る照明装置であり、この照明装置が原稿面を光量ムラなく照射するので、画像読取を良好に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づき詳述する。なお、各図面において、同じ符号を付した部材等は、同じ構成のものであり、これらについての重複説明は適宜省略するものとする。また、各図面においては、説明に不要な部材等は適宜、図示を省略している。
【００１６】
＜実施形態１＞
図１〜図４を参照して、本発明に係る照明装置１０、及びこれを備えた画像読取装置１１について説明する。図１〜図４のうち、図１，図２は、画像読取装置１１の縦断面を正面側（前側）から見た図であり、さらに、図１は光学系を、また図２は駆動系を説明する図である。図３，図４は、光源１２と原稿のサイズと画像読取時の原稿の位置との関係を説明する上面図であり、さらに、図３は原稿サイズがＡ列，Ｂ列である場合、また図４は原稿サイズがインチサイズである場合を示している。なお、以下の説明では、図１〜図４中における左右を、画像読取装置１１の左右として、また図１，図２中における上下を、画像読取装置１１の上下として、また図３，図４中における下、上をそれぞれ画像読取装置１１の前、後として説明する。さらに、図３，図４中における原稿の上下方向の長さを通紙幅（又は単に「幅」）、左右方向の長さを搬送方向長さ（又は単に「長さ」）とする。
【００１７】
図２に示すように、画像読取装置１１は、照明装置１０と結像レンズ１３とＣＣＤ（固体撮像素子）１４とを備えている。さらに、照明装置１０は、光源１２と駆動装置（移動装置）１５とを備えている。これら光源１２、駆動装置１５、照明装置１０、結像レンズ１３、ＣＣＤ１４は、いずれも直方体状の筐体（フレーム）１６の内側に配設されている。筐体１６は、その上面に開口部１７を有していて、この開口部１７には、透明なコンタクトガラス１８が配設されている。なお、本実施形態では、実際にはコンタクトガラス１８の上方に開閉自在に配設されている原稿押圧板は図示を省略している。この原稿押圧板は、閉鎖状態では、コンタクトガラス１８上に載置された原稿を上方からコンタクトガラス１８の上面に押し付けるようになっている。
【００１８】
図３，図４に示すように、コンタクトガラス１８は、その上面に載置されるシート状の原稿のうちの、サイズが最大の原稿よりも大きい長方形状に形成されている。コンタクトガラス１８における、左端には前後方向に長い左指示板２０が、また後端及び前端には、それぞれ左右方向に長い後指示板２１、前指示板２２が配設されている。左指示板２０の後端と後指示板２１の左端とが交差する位置が、読取基準位置Ｐ０１となっている。コンタクトガラス１８に載置される原稿は、その１つの角部、すなわち左端でかつ後端に位置する角部（基準の角部）をこの読取基準位置Ｐ０１に合わせた位置（所定の位置）に載置される。図３，図４においては、基準の角部を読取基準位置Ｐ０１に合わせた状態の種々のサイズの原稿を図示している。ここで、各サイズの原稿における、基準の角部の対角に相当する位置には、それぞれの原稿のサイズ、及び向きを表示してある。例えば、図３中のＢ５，Ａ４は、それぞれの原稿における「長辺」を左指示板２０に合わせたときの原稿の位置を示す。以下、これを原稿の「横置き」という。また、Ｂ５Ｒ，Ａ４Ｒは、それぞれの原稿における「短辺」を左指示板２０に合わせたときの原稿の位置を示している。以下、この「Ｒ」が付されたものを原稿の「縦置き」といって、「横置き」とは区別している。なお、これに従うと、図３中の「Ｂ４」，「Ａ３」については、本来、「Ｂ４Ｒ」，「Ａ３Ｒ」と表記すべきものであるが、これらのサイズの原稿は、横置きすることができず、つまり、一通りの置き方しかできず、区別する必要がないので、簡略化して表記している。
【００１９】
上述の「Ｂ５」，「Ｂ５Ｒ」，「Ａ４」，「Ａ４Ｒ」，「Ｂ４」，「Ａ３」等の表記は，実際は、コンタクトガラス１８上ではなく、左指示板２０及び後指示板２１に表記されている。例えば、左指示板２０における符号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４で示す位置には、この順に「Ｂ５Ｒ」，「Ａ４Ｒ」，「Ｂ５，Ｂ４」，「Ａ４，Ａ３」という表記がなされている。一方、後指示板２１における符号Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８で示す位置には、この順に「Ｂ６Ｒ，Ｂ５」，「Ａ５Ｒ，Ａ４」，「Ｂ５Ｒ」，「Ａ４Ｒ」という表記がなされている。これにより、ユーザは、原稿をコンタクトガラス１８上の所定の位置に載置したときに、その原稿サイズ及び向きを知ることができる。したがって、例えば、原稿の画像読取り結果に基づいて複写機やプリンタによって紙等のシート上に画像を形成するような場合には、画像形成に供されるシートのサイズや向きを選択する際の参考とすることができる。なお、図４中では、原稿サイズを、インチサイズで表示している。図３中のコンタクトガラス１８における、「Ａ４，Ａ３」の通紙幅よりも少し広い幅が、画像の最大読取幅（最大照射幅）となり、また図４中のコンタクトガラス１８における、「１１×１７」の搬送長さよりも少し長い範囲が、画像の最大読取長さ（最大照射長さ）となる。後述する光源１２は、最大読取幅と最大読取長さとに囲まれた最大読取領域全体を照射することができるようになっている。
【００２０】
図１〜図４に示すように、コンタクトガラス１８の左端側の下方には、照明用光学移動枠ユニット２３が配設されている。照明用光学移動枠ユニット２３は、上述の最大読取幅よりも前後方向の長さが長い移動枠２４を有している。この移動枠２４には、光源１２が取り付けられた光源用メイン基板（基板）２５と、凹面鏡２６と、第１ミラー２７が搭載されている。このうち光源用メイン基板２５は、図３，図４に示すように、前後方向の長さが、最大読取幅よりも長くなるように形成されていて、その上面には、光源１２が取り付けられている。本実施形態では、光源１２は、点光源であるＬＥＤ素子Ｌ１〜Ｌ２２を複数（図３，図４では２２個）、前後方向にライン状に整列させて構成している。ここで、ライン状とは、１本の直線上に整列された場合に限らず、例えば千鳥状に整列して、実質的に直線状である場合も含めるものとする。これらＬＥＤ素子Ｌ１〜Ｌ２２は、ライン方向（前後方向）に沿って原稿の画像面を光量ムラなく照射できる所定のピッチＰ（本実施形態では例えば１５ｍｍ）で整列されている。図３，図４において、最後端のＬＥＤ素子Ｌ１の中心から、最前端のＬＥＤ素子Ｌ２２の中心までの距離が、３１５ｍｍ（＝１５ｍｍ×２１）に設定されていて、これらＬＥＤ素子Ｌ１とＬＥＤ素子Ｌ２２との間に、図３に示す例では、通紙幅が最大のＡ４サイズの原稿の長辺（＝２９７ｍｍ）、又はＡ３サイズの原稿の短辺（＝２９７ｍｍ）が入るように、また図４に示す例では、長辺又は短辺の長さが１１インチ（≒２７９ｍｍ）の原稿の長辺又は短辺が入るように設定されている。複数のＬＥＤ素子Ｌ１〜Ｌ２２によって構成された光源１２は、図１に示すように、コンタクトガラス１８の上面に設定されている読取ラインＬを右斜め下方から照射するようになっている。
【００２１】
図１に示すように、凹面鏡２６は、読取ラインＬから下ろした垂線ｈに対して、上述の光源１２とほぼ線対称の位置に配置されている。上述のように、光源１２は、コンタクトガラス１８上の原稿を右斜め下方から照射しているため、原稿の左端に影が形成されて、この影が前後方向の直線上の画像として読み込まれがちである。凹面鏡２６は、光源１２からの光を反射して読取ラインＬに導いて、この影を除去するためのものである。照明用光学移動枠ユニット２３における、読取ラインＬの直下に位置する部分には、第１ミラー２７が配設されている。第１ミラー２７は、左斜め上の４５度を向けた状態で取り付けられている。以上のように、照明用光学移動枠ユニット２３は、移動枠２４に光源１２、光源用メイン基板２５、凹面鏡２６、第１ミラー２７を搭載した状態で、左右方向に敷設したガイド部材（不図示）に沿って左右方向に移動できる。つまり、ライン状（線状）の光源１２に対して、直交する方向に移動することができるようになっている。この照明用光学移動枠ユニット２３は、右方に移動しながら読取ラインＬに向けて光源１２から光を照射し、原稿の画像面からの反射光を次に説明する第２ミラー２８に導くものである。
【００２２】
図１，図２に示すように、コンタクトガラス１８の左端側の下方には、上述の照明用光学移動枠ユニット２３の左方に、反射用光学移動枠ユニット３０が配設されている。反射用光学移動枠ユニット３０は、上述の最大読取幅よりも前後方向の長さが長い移動枠３１を有している。この移動枠３１には、右斜め下４５度を向けた状態で第２ミラー２８が、また右斜め上４５度を向けた状態で第３ミラー３２が搭載されている。さらに、この移動枠３１は、その前端と後端とにおいて、可動プーリ３３を回動自在に支持している。以上のように、反射用光学移動枠ユニット３０は、第２ミラー２８、第３ミラー３２、可動プーリ３３を搭載した状態で、左右方向に敷設されたガイド部材（不図示）に沿って左右方向に移動できるようになっている。この反射用光学移動枠ユニット３０は、右方に移動しながら、上述の照明用光学移動枠ユニット２３の第１ミラー２７からの光を第２ミラー２８、第３ミラー３２で反射して後述の結像レンズ１３に導くものである。
【００２３】
図２に示すように、筐体１６の左端近傍には前端と後端とに固定左プーリ３４，３４が、また筐体１６の右端近傍には前端と後端とに固定右プーリ３５，３５がそれぞれ回動自在に配設されている。また、図２中の固定右プーリ３５，３５の下方には、正逆回転可能なモータ３６が配設されている。さらに、モータ３６の左方には、駆動軸３７と一体の駆動プーリ３８が配設されていて、モータ３６の出力軸４０と駆動プーリ３８との間には、駆動ベルト４１が張設されている。駆動軸３７の前端と後端とには、ワイヤドラム４２，４２が固定されており、これらワイヤドラム４２，４２には、それぞれ光学ワイヤ４３，４３が巻き掛けられている。これら光学ワイヤ４３，４３の一方の端部４４，４４は、筐体１６の左側壁４５の内面に固定されている。光学ワイヤ４３，４３は、ここから右方に延びて、反射用光学移動枠ユニット３０の可動プーリ３３，３３の右半部に掛け渡されて左方に折り返し、固定左プーリ３４，３４の左半部に掛け渡された後、右方に折り返して固定右プーリ３５，３５に向かって延びる。さらに、固定右プーリ３５，３５の右半部に掛け渡されて左方に延び、途中で照明用光学移動枠ユニット２３に固定された後、さらに左方に延びて、可動プーリ３３，３３の左半部に掛け渡されて右方に折り返し、レンズ取付台４６上に突設されたフック４７に係止される。このような光学ワイヤ４３，４３の引き回しに基づき、モータ３６が図２中の反時計回りに回転すると、駆動ベルト４１、駆動プーリ３８、駆動軸３７を介して、ワイヤドラム４２，４２が同じく反時計回りに回転する。これに伴い、光学ワイヤ４３，４３に引かれて、照明用光学移動枠ユニット２３及び反射用光学移動枠ユニット３０が右方に移動する。この際、反射用光学移動枠ユニット３０は、その可動プーリ３３，３３がいわゆる動滑車として作用するため、移動距離が照明用光学移動枠ユニット２３の移動距離の半分となる。これにより、照明用光学移動枠ユニット２３及び反射用光学移動枠ユニット３０の移動にかかわらず、コンタクトガラス１８から結像レンズ１３に至る光路長が一定に保持されて、次に説明する結像レンズ１３を通過した光がＣＣＤ１４上で像を結ぶようになっている。なお、本実施形態では、上述のように光源１２を移動させるための構成全体が駆動装置（移動装置）に相当する。
【００２４】
図２に示すように、結像レンズ１３は、上述のレンズ取付台４６に固定されたレンズ取付板４８上に固定されている。光源１２から照射された光は、原稿の画像面で反射されて、図１に示す光路Ｋをたどる。すなわち、画像面からの反射光は、第１ミラー２７、第２ミラー２８、第３ミラー３２で反射されて結像レンズ１３に入射される。入射された光は、次に説明するＣＣＤ１４上で結像される。
【００２５】
ＣＣＤ１４は、その左端面に固定されて上端部５０が左方に折曲されたＣＣＤ取付板５１を介して、上述のレンズ取付台４６に固定する「コ」字形のＣＣＤ調整板５２に取り付けられている。ＣＣＤ調整板５２の前端部と後端部には、内径に雌ねじが螺刻されたボス５３，５３が固定されていて、これらのボス５３，５３には、ＣＣＤ取付板５１の上端部５０を貫通したピン５４，５４が螺合されている。さらに、ＣＣＤ取付板５１とＣＣＤ調整板５２との間には、圧縮ばね５５，５５が介装されていて、ＣＣＤ取付板５１を上方に付勢している。この状態で、ピン５４，５４を時計回りあるいは反時計回りに回すことで、ＣＣＤ取付板５１を介してＣＣＤ１４の高さ位置を微調整することができる。この微調整をＣＣＤ１４の前端部及び後端部で行うことで、ＣＣＤ１４の上下方向の位置調整を行うことができるようになっている。
【００２６】
以上のように、光学系の光源１２によって原稿の画像面を読取ラインＬに沿って照射（主走査）し、さらに駆動系によって読取ラインＬを右方に移動させて走査（副走査）することにより、原稿の画像面をその全領域にわたってＣＣＤ１４で順次に読み取ることができる。
【００２７】
以上で、照明装置１０及びこれを備えた画像読取装置１１の概略についての説明を終える。
【００２８】
次に、図５〜図９を参照して、照明装置１０について詳述する。なお、これらの図を参照して説明する照明装置１０は、上述の図１〜図４で説明した照明装置１０とは、一部の構成が異なる。上述の図５〜図９のうち、図５は、複数のＬＥＤ素子を千鳥状に並べて構成した光源１２を上方から見た図である。図６は、図５中のＸ−Ｘ線矢視拡大図である。図７は、ＬＥＤ素子の照射角α及び隣接するＬＥＤ素子の中心間のピッチＰと、ＬＥＤ素子の発光面から原稿面までの距離Ｈとの関係を説明する図である。図８は、Ｐ／Ｈ＝１．４５の場合の最大リップルを説明する図である。図９は、Ｐ／Ｈ＝１．５５の場合の最大リップルを説明する図である。
【００２９】
図１〜図４に示す照明装置１０においては、複数のＬＥＤ素子は、１本の直線上に整列されていた。これに対し、図５に示す照明装置１０においては、光源１２は、複数のＬＥＤ素子が２列に並べられ、全体として千鳥状に整列されて実質的に直線状を構成している。具体的には、図１に示す凹面鏡２６に代えて、さらに複数のＬＥＤ素子が１列に整列された状態で配置されている。なお、光源１２及び移動枠２４の構成が異なる点を除いて、他の構成は、図１〜図４に示すものと同様である。
【００３０】
図５に示すように、透明の（光透過性の）コンタクトガラス１８の左端には前後方向に長い左指示板２０が配設され、後端には左右方向に長い後指示板２１が配置されている。そして、照明用光学移動枠ユニット２３及び反射用光学移動枠ユニット３０は、左指示板２０に対して平行に配置されるとともに、上述のように左右方向に移動可能に構成されている。図６に示すように、移動枠２４は、読取ラインＬから、コンタクトガラス１８に対して垂直に降ろした垂線ｈに対して線対称に形成されている。移動枠２４は、第１の傾斜面２４ａと第２の傾斜面２４ｂとを有している。各傾斜面２４ａ，２４ｂは、それぞれの法線方向が上述の読取ラインＬを向くように傾斜されている。各傾斜面２４ａ，２４ｂには、方形板状の光源用メイン基板２５が複数、取り付けられる。これらの光源用メイン基板２５は、各傾斜面２４ａ，２４ｂにおいて、後述するＬＥＤ素子のピッチＰの２倍の間隔をもって１列に整列されている。本例では、各光源用メイン基板に２５にそれぞれ１つのＬＥＤ素子が配置されている。図５に示すように、第１の傾斜面２４ａには、後端側から前端側にかけて、それぞれ光源用メイン基板２５と一体のＬＥＤ素子Ｌ１，Ｌ３，……Ｌ（２ｎ+１）が、ピッチＰの２倍の間隔で並べられている。一方、第２の傾斜面２４ｂには、後端側から前端側にかけて、それぞれ光源用メイン基板２５と一体のＬＥＤ素子Ｌ２，Ｌ４，……Ｌ（２ｎ）が、ピッチＰの２倍の間隔で並べられている。ただし、ｎは自然数とする。そして、前後方向の配置について、ＬＥＤ素子Ｌ１，Ｌ３の間にＬＥＤ素子Ｌ２が位置し、ＬＥＤ素子Ｌ３，Ｌ５の間にＬＥＤ素子Ｌ４が位置するようになっている。つまり、ＬＥＤ素子Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，……が交互に千鳥状に配置されている。そして、本例では、これらＬＥＤ素子の前後方向の間隔がピッチＰとなる。なお、本例では、光源用メイン基板２５をピッチＰで１本の直線上に整列させることができないために、上述のように千鳥状に配置したが、読取ラインＬを照射するという観点からは、ＬＥＤ素子を千鳥状に配置した場合と、ＬＥＤ素子を１本の直線上に配置した場合とで、実質的な差異はほとんどない。
【００３１】
図６に示すように、第１の傾斜面２４ａ上及び第２の傾斜面２４ｂ上に、光源用メイン基板２５を介して取り付けられたＬＥＤ素子は、それぞれの発光面の中心から延びる法線が読取ラインＬを通るように配置されている。発光面の中心から読取ラインまでの距離をＨとする。
【００３２】
図５，図６に示すように、移動枠２４における読取ラインＬの直下に位置する部分には、前後方向に長いスリット２４ｃが形成されている。ＬＥＤ素子から照射されて、原稿面で反射された光は、このスリット２４ｃを通過して、第１ミラー２７に到達するようになっている。
【００３３】
前述のように、点光源としてのＬＥＤ素子を複数個、整列させて光源１２を構成する場合、ＬＥＤ素子の使用個数を少なくすればコストアップを抑制することができる。一方、ＬＥＤ素子の使用個数が少なすぎると、原稿面に光量ムラが発生する。
【００３４】
そこで、本発明では、以下のような実験１〜６を行って、原稿面の光量ムラが許容範囲内で、極力、ＬＥＤ素子の使用個数を少なくする条件を求めるようにした。
【００３５】
ここで、ＬＥＤ素子単体の光量（単体光量）をＡ、全体の光量（全体光量）をＢ、ＬＥＤ素子の照射角度（照射角）をα、隣接するＬＥＤ素子の中心間のピッチ（ＬＥＤピッチ）をＰ、ＬＥＤ素子の発光面から原稿面までの距離（原稿面距離）をＨとした。ここで、照射角αは、図７に示すように、ＬＥＤ素子の発光面から発光された光が原稿面を照射する際に、光量が半分になる部分の立体角に相当する角度をいう。また、原稿面距離Ｈは、図６に示すように、ＬＥＤ素子の発光面の中心に立てた法線における発光面の中心と読取ラインＬとの距離をいう。
【００３６】
ここで、前述のように、Ｐ／Ｈ（ＬＥＤピッチ／原稿面距離）と照射角αとの間には、正の相関関係があることが予想される。そこで、以下の実験１〜６では、上述の条件のうち、単体光量Ａを４００００[ｌｘ]と一定にして、照射角αとＰ／Ｈとの関係を求めるようにした。ただし、原稿面距離Ｈについては、ＬＥＤ素子の光量を確保するためには、可及的小さく設定することが好ましいため、本実験においては、Ｈ＝６［ｍｍ］と一定にした。なお、全体光量Ｂについては、ＬＥＤピッチＰを変化させることに付随して変化することになる。
【００３７】
本実施形態では、ＬＥＤ素子の使用個数を少なくする条件として、まず、Ａ／Ｂの目標値を、Ａ／Ｂ≧０．５とした。近年のＬＥＤ素子の高輝度化を考慮すると、原稿面の全体光量Ｂに対する単体光量Ａの割合、Ａ／Ｂを大きくして、必要光量を得るためのＬＥＤ素子の数量を少なくすることが好ましいからである。次に、光量ムラの許容範囲（目標値）を、最大リップルが２．５％以下であるとした。光量ムラについては、最大リップルが２．５％以下であれば、実用上、何の問題もない。
【００３８】
実験１〜６のうち、実験１（図８）と実験２（図９）とは、照射角αについてはいずれも１２０［度］とし、ＬＥＤピッチＰについては、実験１では８．７［ｍｍ］、実験２では９．３［ｍｍ］とした。また、実験３（図１０）と実験４（図１１）とは、照射角αについてはいずれも９０［度］とし、ＬＥＤピッチＰについては、実験３では６．９［ｍｍ］、実験４では７．５［ｍｍ］とした。また、実験５（図１２）と実験６（図１３）とは、照射角αについてはいずれも６０［度］とし、ＬＥＤピッチＰについては、実験５では４．５［ｍｍ］、実験６では５．０［ｍｍ］とした。
【００３９】
以下、実験１〜６について詳述する。
【００４０】
図８に、実験１の条件及び結果を示す。
【００４１】
実験１の条件は、
照射角α      ：１２０［度］
原稿面距離Ｈ  ：６．０［ｍｍ］
ＬＥＤピッチＰ：８．７［ｍｍ］
（∴Ｐ／Ｈ＝８．７／６．０＝１．４５）
単体光量Ａ    ：４００００［ｌｘ］
とした。この結果、
最大リップルＬ：１．３１［％］＜２．５
全体光量Ｂ    ：５７０００［ｌｘ］
となり、Ａ／Ｂについては、
Ａ／Ｂ（＝４００００／５７０００）≒０．７０＞０．５
となった。
【００４２】
以上の実験１より、照射角α＝１２０［度］、Ｐ／Ｈ＝１．４５では、Ａ／Ｂ、最大リップルＬのいずれも目標値を満足していることがわかった。
【００４３】
図９に、実験２の条件及び結果を示す。
【００４４】
実験１の条件は、
照射角α      ：１２０［度］
原稿面距離Ｈ  ：６．０［ｍｍ］
ＬＥＤピッチＰ：９．３［ｍｍ］
（∴Ｐ／Ｈ＝９．３／６．０＝１．５５）
単体光量Ａ    ：４００００［ｌｘ］
とした。この結果、
最大リップルＬ：３．４４［％］＞２．５
全体光量Ｂ    ：５４０００［ｌｘ］
となり、Ａ／Ｂについては、
Ａ／Ｂ（＝４００００／５４０００）≒０．７４＞０．５
となった。
【００４５】
以上の実験２より、照射角α＝１２０［度］、Ｐ／Ｈ＝１．５５では、Ａ／Ｂは、目標値を満足するが、最大リップルＬは、目標値を満足しないことがわかった。
【００４６】
以上の実験１及び実験２から、照射角α＝１２０［度］の場合には、最大リップルＬが目標値となるＰ／Ｈは、１．４５と１．５５との間にあることがわかり、さらに、Ｈ＝６［ｍｍ］であることから、８．７＜Ｐ＜９．３であることがわかる。
【００４７】
そこで、Ｐの値をこの範囲内で変化させて、さらに実験を行ったところ、Ｐ＝９．０（Ｐ／Ｈ＝１．５０）のときに、最大リップルＬが目標値となることが判明した。
【００４８】
図１０に、実験３の条件及び結果を示す。
【００４９】
実験３の条件は、
照射角α      ：９０［度］
原稿面距離Ｈ  ：６．０［ｍｍ］
ＬＥＤピッチＰ：６．９［ｍｍ］
（∴Ｐ／Ｈ＝６．９／６．０＝１．１５）
単体光量Ａ    ：４００００［ｌｘ］
とした。この結果、
最大リップルＬ：１．１１［％］＜２．５
全体光量Ｂ    ：６８０００［ｌｘ］
となり、Ａ／Ｂについては、
Ａ／Ｂ（＝４００００／６８０００）≒０．５９＞０．５
となった。
【００５０】
以上の実験３より、照射角α＝９０［度］、Ｐ／Ｈ＝１．１５では、Ａ／Ｂ、最大リップルＬのいずれも目標値を満足していることがわかった。
【００５１】
図１１に、実験４の条件及び結果を示す。
【００５２】
実験４の条件は、
照射角α      ：９０［度］
原稿面距離Ｈ  ：６．０［ｍｍ］
ＬＥＤピッチＰ：７．５［ｍｍ］
（∴Ｐ／Ｈ＝７．５／６．０＝１．２５）
単体光量Ａ    ：４００００［ｌｘ］
とした。この結果、
最大リップルＬ：３．４６［％］＞２．５
全体光量Ｂ    ：６２０００［ｌｘ］
となり、Ａ／Ｂについては、
Ａ／Ｂ（＝４００００／６２０００）≒０．６５＞０．５
となった。
【００５３】
以上の実験４より、照射角α＝９０［度］、Ｐ／Ｈ＝１．２５では、Ａ／Ｂは、目標値を満足するが、最大リップルＬは、目標値を満足しないことがわかった。
【００５４】
以上の実験３及び実験４から、照射角α＝９０［度］の場合には、最大リップルＬが目標値となるＰ／Ｈは、１．１５と１．２５との間にあることがわかり、さらに、Ｈ＝６［ｍｍ］であることから、６．９＜Ｐ＜７．５であることがわかる。
【００５５】
そこで、Ｐの値をこの範囲内で変化させて、さらに実験を行ったところ、Ｐ＝７．２（Ｐ／Ｈ＝１．２０）のときに、最大リップルＬが目標値となることが判明した。
【００５６】
図１２に、実験５の条件及び結果を示す。
【００５７】
実験５の条件は、
照射角α      ：６０［度］
原稿面距離Ｈ  ：６．０［ｍｍ］
ＬＥＤピッチＰ：５．０［ｍｍ］
（∴Ｐ／Ｈ＝５．０／６．０＝０．８３）
単体光量Ａ    ：４００００［ｌｘ］
とした。この結果、
最大リップルＬ：０．９５［％］＜２．５
全体光量Ｂ    ：７８０００［ｌｘ］
となり、Ａ／Ｂについては、
Ａ／Ｂ（＝４００００／７８０００）≒０．５１＞０．５
となった。
【００５８】
以上の実験５より、照射角α＝６０［度］、Ｐ／Ｈ＝０．８３では、Ａ／Ｂ、最大リップルＬのいずれも目標値を満足していることがわかった。
【００５９】
図１３に、実験６の条件及び結果を示す。
【００６０】
実験６の条件は、
照射角α      ：６０［度］
原稿面距離Ｈ  ：６．０［ｍｍ］
ＬＥＤピッチＰ：５．５［ｍｍ］
（∴Ｐ／Ｈ＝５．５／６．０≒０．９２）
単体光量Ａ    ：４００００［ｌｘ］
とした。この結果、
最大リップルＬ：４．００［％］＞２．５
全体光量Ｂ    ：７００００［ｌｘ］
となり、Ａ／Ｂについては、
Ａ／Ｂ（＝４００００／７００００）≒０．５７＞０．５
となった。
【００６１】
以上の実験６より、照射角α＝６０［度］、Ｐ／Ｈ＝０．９２では、Ａ／Ｂは、目標値を満足するが、最大リップルＬは、目標値を満足しないことがわかった。
【００６２】
以上の実験３及び実験４から、照射角α＝６０［度］の場合には、最大リップルＬが目標値となるＰ／Ｈは、０．８３と０．９２との間にあることがわかり、さらに、Ｈ＝６［ｍｍ］であることから、５．０＜Ｐ＜５．５であることがわかる。
【００６３】
そこで、Ｐの値をこの範囲内で変化させて、さらに実験を行ったところ、Ｐ＝５．３（Ｐ／Ｈ＝０．８８）のときに、最大リップルＬが目標値となることが判明した。
【００６４】
図１３に、以上の実験１〜実験６の結果、及びこれらの実験結果に基づいてさらに行った実験の結果をまとめる。なお、Ａ／Ｂについては、いずれの実験においても満足していた。
【００６５】
図１３から、最大リップルを目標値とする、照射角αとＰ／Ｈの関係は、照射角αが１２０［度］（≒２．０９［ｒａｄ］）のときは、Ｐ／Ｈ＝１．５０、照射角αが９０［度］（≒１．５７［ｒａｄ］）のときは、Ｐ／Ｈ＝１．２０、照射角αが６０［度］（≒１．５７［ｒａｄ］）のときは、Ｐ／Ｈ＝０．８８となることがわかる。
【００６６】
図１５に、これらの関係を示す。同図に示すように、照射角αをＸ軸上にとり、Ｐ／ＨをＹ軸上にとると、これらは、ほぼ直線上に並ぶことがわかる。
【００６７】
そこで、これらの関係を直線近似して、
Ｐ／Ｈ＝ａα＋ｂ
と表して、ａ及びｂの値を求める。
【００６８】
この結果、
ａ＝０．６
ｂ＝０．２５
を得ることができる。これらから、以下の式、
Ｐ／Ｈ＝０．６α＋０．２５
を得ることができる。
【００６９】
以上の結果から、
Ｐ／Ｈ≦０．６α＋０．２５
の関係を満足するように、照射角α、ＬＥＤピッチＰ、原稿面距離Ｈの組み合わせを選択することにより、原稿面での照度が高く、かつ照度ムラのない配光を、少ないＬＥＤ素子の使用個数で得ることができる。
【００７０】
以上の説明では、ＬＥＤ素子Ｌ１〜Ｌ３５を千鳥状に整列させた場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、直線上に整列させるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
上述では、本発明の照明装置を画像読取装置に使用する場合を例に説明したが、本発明は、これ以外に例えば、点光源を複数、ライン状に整列させて棒状の光源を構成し、その光源による照射ムラをなくすような場合にも広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】画像読取装置の縦断面を正面側（前側）から見た図であり、光学系を説明する図である。
【図２】画像読取装置の縦断面を正面側（前側）から見た図であり、駆動系を説明する図である。
【図３】光源と原稿のサイズと画像読取時の原稿の位置との関係を説明する上面図であり、原稿サイズがＡ列，Ｂ列である場合を説明する図である。
【図４】光源と原稿のサイズと画像読取時の原稿の位置との関係を説明する上面図であり、原稿サイズがインチサイズである場合を説明する図である。
【図５】複数のＬＥＤ素子を千鳥状に並べて構成した光源を上方から見た図である。
【図６】図５中のＸ−Ｘ線矢視拡大図である。
【図７】ＬＥＤ素子の照射角α及び隣接するＬＥＤ素子の中心間のピッチＰと、ＬＥＤ素子の発光面から原稿面までの距離Ｈとの関係を説明する図である。
【図８】実験１の結果、すなわち、照射角αが１２０度で、Ｐ／Ｈ＝１．４５の場合の最大リップルを説明する図である。
【図９】実験２の結果、すなわち、照射角αが１２０度で、Ｐ／Ｈ＝１．５５の場合の最大リップルを説明する図である。
【図１０】実験３の結果、すなわち、照射角αが９０度で、Ｐ／Ｈ＝１．１５の場合の最大リップルを説明する図である。
【図１１】実験４の結果、すなわち、照射角αが９０度で、Ｐ／Ｈ＝１．２５の場合の最大リップルを説明する図である。
【図１２】実験５の結果、すなわち、照射角αが６０度で、Ｐ／Ｈ＝０．７５の場合の最大リップルを説明する図である。
【図１３】実験６の結果、すなわち、照射角αが６０度で、Ｐ／Ｈ＝０．８３の場合の最大リップルを説明する図である。
【図１４】実験１〜実験４の結果を説明する図である。
【図１５】照射角αとＰ／Ｈとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０……照明装置、１１……画像読取装置、１２……光源、１３……結像レンズ、１４……ＣＣＤ（固体撮像素子）、１５……駆動装置（移動装置）、Ａ……ＬＥＤ素子単体の光量、Ｂ……全体の光量、Ｌ１〜Ｌ３５……ＬＥＤ素子（点光源）、Ｈ……ＬＥＤ素子の発光面から原稿面までの距離、Ｐ……隣接するＬＥＤ素子の中心間のピッチ、α……ＬＥＤ素子の照射角
【図１】
2008197432.tif 000003
【図２】
2008197432.tif 000004
【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】
2008197432.tif 000009
【図８】
2008197432.tif 000010
【図９】
2008197432.tif 000011
【図１０】
2008197432.tif 000012
【図１１】
2008197432.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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