(57)【要約】【課題】複雑化が抑制され、高い照度の照明領域で物体を照明できる照明装置を提供する。【解決手段】照明装置は、光を反射する内面を有するパイプ部材と、パイプ部材の端に配置され、パイプ部材の内部に光を照射する光源装置と、パイプ部材の側面に配置され、パイプ部材の内部と外部との間で光を透過可能な透過部と、パイプ部材の内部における光源装置からの光の向きを補正する補正部材とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を反射する内面を有するパイプ部材と、
パイプ部材の端に配置され、前記パイプ部材の内部に光を照射する光源装置と、
前記パイプ部材の側面に配置され、前記パイプ部材の内部と外部との間で光を透過可能な透過部と、
前記パイプ部材の内部における前記光源装置からの光の向きを補正する補正部材と、を備えた照明装置。
【請求項２】
前記補正部材は、曲面状の反射面を有するリフレクタ部材を含む請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記補正部材は、屈折力を有する光学素子を含む請求項１記載の照明装置。
【請求項４】
前記透過部は、前記パイプ部材の内部と外部とを連通する開口を含む請求項１〜３のいずれか一項記載の照明装置。
【請求項５】
前記透過部は、前記パイプ部材の側面の一部に配置された透過性を有する光学部材を含む請求項１〜３のいずれか一項記載の照明装置。
【請求項６】
前記透過部は、前記パイプ部材の側面に複数形成されている請求項１〜５のいずれか一項記載の照明装置。
【請求項７】
前記透過部は、前記パイプ部材の側面の周方向に複数形成されている請求項６記載の照明装置。
【請求項８】
前記透過部は、前記パイプ部材の軸方向に複数形成されている請求項６記載の照明装置。
【請求項９】
前記複数の透過部の大きさがそれぞれ異なる請求項６〜８のいずれか一項記載の照明装置。
【請求項１０】
前記パイプ部材の側面の単位面積当たりにおける前記透過部の数が、前記パイプ部材の側面の複数の領域のそれぞれにおいて互いに異なる請求項６〜９のいずれか一項記載の照明装置。
【請求項１１】
前記透過部は、前記パイプ部材の軸方向に延びるスリット状に形成されている請求項１〜１０のいずれか一項記載の照明装置。
【請求項１２】
前記透過部は、前記パイプ部材の周方向に変位しつつ軸方向に延びるスリット状に形成されている請求項１〜１０のいずれか一項記載の照明装置。
【請求項１３】
前記スリット状の透過部の幅が、前記パイプ部材の軸方向の位置に応じて異なっている請求項１１又は１２記載の照明装置。
【請求項１４】
前記透過部は、ほぼ円形状である請求項１〜１０のいずれか一項記載の照明装置。
【請求項１５】
前記パイプ部材の軸と交わる平面内における該パイプ部材の内面の形状及び大きさの少なくとも一方が、前記パイプ部材の軸方向の位置に応じて異なっている請求項１〜１４のいずれか一項記載の照明装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項記載の照明装置と、
前記照明装置の光で照明された物体の画像を読み取る光学装置と、を備えた読取装置。
【請求項１７】
前記光学装置は、前記物体からの光を集光する光学系と、前記光学系を介した光が入射する光電変換素子とを含む請求項１６記載の読取装置。
【請求項１８】
請求項１６又は１７記載の読取装置と、
前記読取装置で読み取られた前記物体の画像情報を処理する処理装置と、を備えた画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置、読取装置、及び画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファクシミリ、複写機、スキャナ装置等の画像処理装置においては、棒状の導光体を備えた照明装置を用いて、細長い照明領域で原稿を照明する。下記特許文献には、棒状の導光体に関する技術の一例が開示されている。
【特許文献１】特許第２６９３０９８号公報
【特許文献２】特許第３１７６３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
導光体においては、入射面から入射した光を高い照度で射出面から射出できることが要望される。入射面から導光体の内部に入射した光は、その導光体の内部で反射を繰り返しながら伝播するが、伝播するにしたがって、その光の照度が減少したり、射出面以外の部分から漏れ出す可能性がある。その場合、射出面から高い強度の光を射出できなくなる可能性がある。また、導光体の構造は複雑であり、導光体の設計、製造等も複雑になる。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、複雑化が抑制され、高い照度の照明領域で物体を照明できる照明装置を提供することを目的とする。また、その照明装置を有する読取装置、及び画像処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、本発明は以下の構成を採用する。
【０００６】
本発明の第１の態様によると、光を反射する内面を有するパイプ部材と、パイプ部材の端に配置され、前記パイプ部材の内部に光を照射する光源装置と、前記パイプ部材の側面に配置され、前記パイプ部材の内部と外部との間で光を透過可能な透過部と、前記パイプ部材の内部における前記光源装置からの光の向きを補正する補正部材と、を備えた照明装置が提供される。
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、光源装置から射出された光は、補正部材によってその進行方向の向きを補正され、パイプ部材の内部に良好に入射される。パイプ部材の内部に入射した光は、パイプ部材の内部で反射を繰り返しながら、パイプ部材の軸方向に伝播し、透過部を介して、外部に射出される。このように、光源装置からの光を大きく減衰させることなく、簡易な構成で、高い照度で透過部から射出でき、光源装置からの光を効率良く透過部から射出できる。
【０００８】
上記態様の照明装置において、前記補正部材は、曲面状の反射面を有するリフレクタ部材を含む構成を採用できる。
【０００９】
これによれば、光源装置から射出された光を、パイプ部材の内部に良好に導くことができ、照明装置の光の利用効率を高めることができる。
【００１０】
上記態様の照明装置において、前記補正部材は、屈折力を有する光学素子を含む構成を採用できる。
【００１１】
これによれば、光源装置から射出された光を、パイプ部材の内部に良好に導くことができ、照明装置の光の利用効率を高めることができる。
【００１２】
上記態様の照明装置において、前記透過部は、前記パイプ部材の内部と外部とを連通する開口を含む構成を採用できる。
【００１３】
これによれば、パイプ部材の内部から外部に光を円滑に導き出すことができる。
【００１４】
上記態様の照明装置において、前記透過部は、前記パイプ部材の側面の一部に配置された透過性を有する光学部材を含む構成を採用できる。
【００１５】
これによれば、パイプ部材の内部から外部に光を円滑に導き出すことができる。
【００１６】
上記態様の照明装置において、前記透過部は、前記パイプ部材の側面に複数形成されている構成を採用できる。
【００１７】
これによれば、物体上の照明領域の位置、大きさ、及び照度分布の少なくとも一つを調整できる。また、透過部を有するパイプ部材の製造の容易化を実現できる。
【００１８】
上記態様の照明装置において、前記透過部は、前記パイプ部材の側面の周方向に複数形成されている構成を採用できる。
【００１９】
これによれば、周方向の複数の方向に光を射出できる。
【００２０】
上記態様の照明装置において、前記透過部は、前記パイプ部材の軸方向に複数形成されている構成を採用できる。
【００２１】
これによれば、照明領域の軸方向における照度分布を調整できる。
【００２２】
上記態様の照明装置において、前記複数の透過部の大きさがそれぞれ異なる構成を採用できる。
【００２３】
これによれば、照明領域の照度分布を調整できる。
【００２４】
上記態様の照明装置において、前記パイプ部材の側面の単位面積当たりにおける前記透過部の数が、前記パイプ部材の側面の複数の領域のそれぞれにおいて互いに異なる構成を採用できる。
【００２５】
これによれば、照明領域の照度分布を調整できる。
【００２６】
上記態様の照明装置において、前記透過部は、前記パイプ部材の軸方向に延びるスリット状に形成されている構成を採用できる。
【００２７】
これによれば、軸方向に細長い照明領域で物体を照明できる。
【００２８】
上記態様の照明装置において、前記透過部は、前記パイプ部材の周方向に変位しつつ軸方向に延びるスリット状に形成されている構成を採用できる。
【００２９】
これによれば、物体上の照明領域の位置、大きさを調整でき、物体上の広い領域を照明できる。
【００３０】
上記態様の照明装置において、前記スリット状の透過部の幅が、前記パイプ部材の軸方向の位置に応じて異なっている構成を採用できる。
【００３１】
これによれば、軸方向に細長い照明領域の照度分布を調整できる。
【００３２】
上記態様の照明装置において、前記透過部は、ほぼ円形状である構成を採用できる。
【００３３】
これによれば、円形状の透過部から射出された光を物体に照射できる。
【００３４】
上記態様の照明装置において、前記パイプ部材の軸と交わる平面内における該パイプ部材の内面の形状及び大きさの少なくとも一方が、前記パイプ部材の軸方向の位置に応じて異なっている構成を採用できる。
【００３５】
これによれば、軸方向における照明領域の照度分布を調整できる。
【００３６】
本発明の第２の態様によると、上記態様の照明装置と、前記照明装置の光で照明された物体の画像を読み取る光学装置と、を備えた読取装置が提供される。
【００３７】
本発明の第２の態様によれば、物体を高い照度で良好に照明でき、その照明された物体の画像を良好に読み取ることができる。
【００３８】
上記態様の読取装置において、前記光学装置は、前記物体からの光を集光する光学系と、前記光学系を介した光が入射する光電変換素子とを含む構成を採用できる。
【００３９】
これによれば、物体からの光を光学系を介して光電変換素子へ良好に導くことができる。
【００４０】
本発明の第３の態様によると、上記態様の読取装置と、前記読取装置で読み取られた前記物体の画像情報を処理する処理装置と、を備えた画像処理装置が提供される。
【００４１】
本発明の第３の態様によれば、読取装置で良好に読み取られた物体の画像を円滑に処理できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。更には、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００４３】
＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る照明装置１の概略を示す斜視図、図２は、照明装置１の一部を拡大した斜視図、図３は、照明装置１の一部の断面図である。図１、図２、及び図３において、照明装置１は、光を反射する内面２を有するパイプ部材３と、パイプ部材３の端に配置され、パイプ部材３の内部に光を照射する光源装置４と、パイプ部材３の側面に配置され、パイプ部材３の内部と外部との間で光を透過可能な透過部５と、パイプ部材３の内部における光源装置４からの光の向きを補正する補正部材６とを備えている。
【００４４】
本実施形態においては、パイプ部材３は、円筒状の部材であって、図中、Ｘ軸方向を長手方向としている。すなわち、本実施形態においては、パイプ部材３の軸は、図中、Ｘ軸と平行である。パイプ部材３は、例えば、金属、ガラス、合成樹脂等、任意の材料で形成可能である。パイプ部材３は、例えば、引き抜き加工、プレス加工、押し出し加工等、任意の加工法で製造可能である。本実施形態においては、パイプ部材３は、ガラス材料で形成されており、その側面に蒸着法によって金属の膜が形成されている。これにより、パイプ部材３の内面２には、高い反射率で光を反射する機能が付与される。なお、パイプ部材３を金属、合成樹脂等で形成し、その内面２に蒸着法、メッキ法等で、例えばアルミニウム、銀等の金属の膜を形成することによって、内面２に高い反射率で光を反射する機能を付与してもよい。あるいは、内面２を鏡面加工する方法、内面２に光を反射する機能を有する光学フィルムを貼り付ける方法、内面２に光を反射する機能を有する材料をコーティングする方法など、各種方法によっても、内面２に高い反射率で光を反射する機能を付与できる。
【００４５】
光源装置４は、３原色（赤、緑、青）のＬＥＤ光源を含む。本実施形態においては、光源装置４は、３原色それぞれのＬＥＤ光源を時分割で点灯するが、光源装置としては任意の単色光源（赤、緑、青、白色、黄色）も含む。光源装置４は、パイプ部材３の内部に光を照射可能である。本実施形態においては、光源装置４は、パイプ部材３の一端及び他端のそれぞれに配置されており、その一端及び他端のそれぞれに配置された光源装置４のそれぞれから、パイプ部材３の内部に光が照射される。
【００４６】
補正部材６は、パイプ部材３の内部と対向するように配置された曲面状の反射面７を有するリフレクタ部材を含む。リフレクタ部材（補正部材）６は、光源装置４に対応するように、パイプ部材３の一端及び他端のそれぞれに配置されている。リフレクタ部材６は、パイプ部材３の端の開口を覆うように配置されている。本実施形態においては、リフレクタ部材６は、パイプ部材３の端の開口を覆うように、そのパイプ部材３の端に嵌るように固定されている。これにより、パイプ部材３の端から光が漏れることが抑制されている。
【００４７】
本実施形態においては、光源装置４は、リフレクタ部材６に保持されている。リフレクタ部材６は、光源装置４の光射出領域４Ａよりも大きい開口６Ｋを有しており、光源装置４の光射出領域４Ａから射出された光は、開口６Ｋ、及び反射面７を介して、パイプ部材３の内部に供給される。このように、本実施形態においては、リフレクタ部材６は、光を反射する機能、光の漏れを抑制する機能、及び光源装置４を保持する機能を有する。
【００４８】
リフレクタ部材６の反射面７は、曲面状であり、光源装置４から射出された光の向きを調整して、パイプ部材３の内部に導く。本実施形態においては、反射面７は、放物曲面であり、光源装置４から射出された光をパイプ部材３の内部に良好に導くことができるように、最適化されている。
【００４９】
反射面７を含むリフレクタ部材６は、例えば、金属、ガラス、合成樹脂等、任意の材料で形成可能である。本実施形態においては、リフレクタ部材６は、金属で形成されており、その反射面７に蒸着法又はメッキ法によって、例えばアルミニウム、銀等の金属の膜が形成されている。これにより、リフレクタ部材６の反射面７には、高い反射率で光を反射する機能が付与される。なお、リフレクタ部材６を合成樹脂等で形成し、その反射面７に蒸着法又はメッキ法等で、例えばアルミニウム、銀等の金属の膜を形成することによって、反射面７に高い反射率で光を反射する機能を付与してもよい。あるいは、反射面７を鏡面加工する方法、反射面７に光を反射する機能を有する光学フィルムを貼り付ける方法、反射面７に光を反射する機能を有する材料をコーティングする方法など、各種方法によっても、反射面７に高い反射率で光を反射する機能を付与できる。
【００５０】
透過部５は、本実施形態においては、パイプ部材３の内部と外部とを連通する開口５Ｋによって形成されている。本実施形態においては、開口５Ｋは、パイプ部材３の軸方向（Ｘ軸方向）に延びるスリット状に形成されている。
【００５１】
次に、照明装置１の動作について説明する。光源装置４から射出された光の少なくとも一部は、リフレクタ部材６の反射面７で反射し、その進行方向の向きを調整される。本実施形態においては、反射面７は、光源装置４から射出された光を良好にパイプ部材３の内部に導くことができるように、最適化されており、光源装置４から射出された光の殆どを、パイプ部材３の内部に導くことができる。また、反射面７は高い反射率を有し、光源装置４から射出された光の照度を大きく減衰させることなく、その光を効率良くパイプ部材３の内部に導くことができる。
【００５２】
また、本実施形態においては、反射面７は、入射した光がパイプ部材３の軸方向（Ｘ軸方向）の各位置に均一に導かれるように、換言すれば、パイプ部材３の軸方向の照度分布が均一になるように、その形状が最適化されている。
【００５３】
パイプ部材３の内部に入射した光は、パイプ部材３の内部（内面２）で反射を繰り返しながら、パイプ部材３の軸方向に伝播する。パイプ部材３の内面２は、高い反射率を有しているので、パイプ部材３の内部に導かれた光の照度を大きく減衰させることなく、その光を軸方向に伝播させることができる。
【００５４】
そして、パイプ部材３の内部の光は、スリット状の開口５Ｋを介して、外部に射出される。開口５Ｋを介して外部に射出された光は、物体の被照射面に照射される。照明装置１は、スリット状の開口５Ｋから射出された光に基づいて、Ｘ軸方向に細長い線状（スリット状）の照明領域で物体の被照射面を照明する。
【００５５】
本実施形態においては、反射面７を有するリフレクタ部材６が設けられているので、Ｘ軸方向に長い照明領域のＸ軸方向に関する照度を均一にすることができる。
【００５６】
次に、本実施形態に係る照明装置１のリフレクタ部材（補正部材）６の効果を確認するために行ったシミュレーション実験の結果について説明する。図４（Ａ）は、リフレクタ部材６を設けない場合における、スリット状の開口５から射出されるＸ軸方向（パイプ部材３の軸方向）の光の照度分布を示す図、図４（Ｂ）は、リフレクタ部材６を設けた場合における、スリット状の開口５Ｋから射出されるＸ軸方向（パイプ部材３の軸方向）の光の照度分布を示す図である。なお、図４においては、シミュレーション実験により得られた照度の値を、照度の最大値で正規化してある。図４（Ａ）に示すように、リフレクタ部材６を設けない場合においては、照度の最大値（相対強度=1）に対して、照度の最小値は約０．４であり、照度の均一性が悪いことが分かる。一方、図４（Ｂ）に示すように、リフレクタ部材６を設けた場合においては、照度の最大値（相対強度=1）に対して、照度の最小値は約０．８であり、照度の均一性が、リフレクタ部材６を設けない場合に比べて良好であることが分かる。
【００５７】
次に、本実施形態に係る照明装置１の光の利用効率を確認するために行ったシミュレーション実験の結果について説明する。本実験では、比較例として、図５に示すような導光体Ｒ１を有する照明装置Ｒの光の利用効率も求めた。図５に示す比較例としての照明装置Ｒは、２×１．５ｍｍの角柱のポリカーボネートの導光体Ｒ１と、その導光体Ｒ１の外面を覆うように配置された反射率９２％のケースＲ２とを有する。導光体Ｒ１には、微細なプリズムパターンが形成されている。
【００５８】
本実施形態に係る照明装置１の光の利用効率をシミュレーションで求める際のシミュレーションパラメータとして、パイプ部材３の内径を５ｍｍ、パイプ部材３の内面２の反射率を９７％、リフレクタ部材６の反射面７の反射率を９２％とした。また、本実施形態に係る照明装置１の光の利用効率、及び比較例に係る照明装置Ｒの光の利用効率のそれぞれをシミュレーションによって求める際の光源装置の条件（入力エネルギー）は、同一の条件である。
【００５９】
図６に、シミュレーション結果を示す。図６に示すように、本実施形態に係る照明装置１は、比較例の導光体Ｒ１を備えた照明装置Ｒに比べて、光（エネルギー）の利用効率が高いことが分かる。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態においては、簡易な構成で、光源装置４からの光の照度を大きく減衰させることなく、高い照度で開口５Ｋから射出できる。本実施形態においては、反射面７及び内面２のそれぞれは高い反射率を有しているので、光源装置４からの光を減衰させることなく、伝播させることができ、光の利用効率を高めることができる。また、リフレクタ部材６を設けたことにより、Ｘ軸方向に細長い照明領域の照度を均一にすることができ、所望状態の光で物体を照明できる。
【００６１】
本実施形態においては、点光源である光源装置４からの光を、リフレクタ部材６及びスリット状の開口５Ｋを有するパイプ部材３によって、簡易な構成で均一な照度分布を有する線光源に変換することができる。本実施形態においては、導光体等の透明部材を用いておらず、また、パイプ部材３の内面２は高い反射率を有するので、光の減衰が殆ど生じない。導光体の場合、その材質によっては、通過する光のうち、所定の波長を有する光の成分が吸収される可能性もあるが、本実施形態においては、そのような不具合は生じない。
【００６２】
また、本実施形態においては、パイプ部材３の両端をリフレクタ部材６で覆っているので、光の漏れによる損失も極めて少ない。したがって、光源装置４から射出される光の利用効率を高めることができる。また、本実施形態においては、使用する光源装置４の数は少なくてよい。これにより、簡易な構成で、且つ低いコストで所望の光を射出できる照明装置１を形成できる。
【００６３】
また、本実施形態においては、最適化された形状を有するリフレクタ部材６の反射面７を用いて、照明領域のＸ軸方向における照度を均一化できる。また、例えば光源装置４の種類（特性）が変更された場合には、その光源装置４に応じて、リフレクタ部材６の反射面７の最適化、又は変更を行うだけで、所望状態の光（線光源）で物体を照明できる。
【００６４】
また、本実施形態の照明装置１は、その構造が非常に単純化されている。これにより、設計、製造等を簡単、円滑に行うことができる。また、構造が簡単なため、射出する光に対する変動要素が少なく、安定した品質を確保できる。また、照明領域の照度を均一にするための主な設計パラメータは、パイプ部材３の形状、透過部５の形状及び大きさ、補正部材６の構造等であって、設計に際し、多くの設計パラメータを必要としない。また、複雑な設計手法も必要としない。
【００６５】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分には同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００６６】
図７は、第２実施形態に係る照明装置１の一部を拡大した断面図である。第２実施形態に係る照明装置１は、パイプ部材３の内部における光源装置４からの光の向きを補正する補正部材として、屈折力を有する光学素子（レンズ）９を用いている。本実施形態においては、光学素子９は、開口８Ｋを有する保持部材８に保持されている。保持部材８は、パイプ部材３の端の開口を覆うように配置されている。保持部材８により、パイプ部材３の端から光が漏れることが抑制されている。また、保持部材８の開口８Ｋは、光源装置４の光射出領域４Ａよりも大きく、光源装置４の光射出領域４Ａから射出された光は、開口８Ｋ、及び光学素子９を介して、パイプ部材３の内部に供給される。
【００６７】
本実施形態においても、光源装置４からの光を光学素子９を用いてパイプ部材３の内部に良好に導くことができ、照明装置１は、均一な照度の照明領域で物体を照明できる。
【００６８】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。図８は、第３実施形態に係る照明装置１を示す斜視図である。図８において、照明装置１は、パイプ部材３の軸方向（Ｘ軸方向）に延びるスリット状の開口５Ｋを有している。本実施形態においては、スリット状の開口５Ｋの幅が、パイプ部材３の軸方向の位置（光源装置４からの距離）に応じて異なっている。具体的には、開口５Ｋのうち、光源装置４に近い領域の幅Ｄ１が小さく、光源装置４から離れるにしたがって幅Ｄ２、Ｄ３と漸次大きくなり、Ｘ軸方向におけるパイプ部材１３の中央の領域、換言すれば、光源装置４に対して離れた領域の幅Ｄ４が最も大きくなっている。
【００６９】
光源装置４から射出され、パイプ部材３に入射した光は、パイプ部材３の内部で反射を繰り返しながら伝播するが、伝播するにしたがって、その光の照度が減少する。したがって、開口５Ｋのうち、光源装置４から離れた領域から射出される光の照度が低下し、開口５Ｋから射出される光の照度に分布が生じる可能性がある。すなわち、開口５Ｋから射出される光のＸ軸方向に関する照度が不均一になる可能性がある。
【００７０】
本実施形態においては、光源装置４から離れるにしたがって、開口５Ｋの幅を太くしている。これにより、パイプ部材３の内部を伝播する光のうち、光源装置４から離れた領域の開口５Ｋから射出される光の光量を高めることができる。これにより、開口５Ｋから射出されるＸ軸方向に関する光の照度を均一にすることができる。したがって、その開口５Ｋから射出された光に基づく照明領域の照度を均一にすることができる。
【００７１】
なお、図８においては、開口５Ｋの幅が不連続的に変化しているが、図９に示すように、連続的に変化させてもよい。こうすることにより、開口５Ｋから射出された光に基づく照明領域の照度分布を滑らかにすることができる。
【００７２】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。図１０は、第４実施形態に係る照明装置１を示す斜視図である。図１０に示すように、本実施形態においては、パイプ部材３の軸方向（Ｘ軸方向）に延びるスリット状の開口５Ｋが、パイプ部材３の軸方向に複数形成されている。
【００７３】
また、本実施形態においては、複数の開口５Ｋの大きさがそれぞれ異なっている。本実施形態においては、光源装置４から離れるにしたがって、開口５ＫのＸ軸方向の長さが長くなっている。具体的には、複数の開口５Ｋのうち、光源装置４に近い領域の開口５ＫのＸ軸方向の長さが短く、光源装置４から離れるにしたがって漸次長くなり、Ｘ軸方向におけるパイプ部材１３の中央の領域、換言すれば、光源装置４に対して離れた領域の開口５ＫのＸ軸方向の長さが最も大きくなっている。
【００７４】
本実施形態においても、上述の第３実施形態と同様、その開口５Ｋから射出された光に基づく照明領域の照度を均一にすることができる。
【００７５】
また、開口５Ｋを複数に分割して設けることにより、パイプ部材３を円滑且つ容易に形成できる。すなわち、図１、図８、図９等に示したような、１つの長いスリット状の開口５Ｋをパイプ部材３に形成することは、例えばパイプ部材３の強度等の観点から困難な可能性がある。一方、複数に分割された開口５Ｋを形成することは比較的容易な場合が多い。したがって、その複数の開口５Ｋを有するパイプ部材３の製造の容易化を実現できる。
【００７６】
＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態について説明する。図１１は、第５実施形態に係る照明装置１を示す斜視図である。図１１に示すように、本実施形態においては、パイプ部材３の側面には、円形状の開口５Ｋが形成されている。円形状の開口５Ｋは、パイプ部材３の側面に複数形成されている。本実施形態においては、円形状の開口５Ｋは、パイプ部材３の軸方向（Ｘ軸方向）に複数形成されている。
【００７７】
本実施形態においては、パイプ部材３の側面の単位面積当たりにおける開口５Ｋの数が、パイプ部材３の側面の複数の領域のそれぞれにおいて互いに異なる。すなわち、円形状の開口５Ｋの密度が、パイプ部材３の側面の複数の領域のそれぞれにおいて互いに異なっている。本実施形態においては、光源装置４から離れるにしたがって、円形状の開口５Ｋの密度が高くなっている。具体的には、パイプ部材３の側面のうち、光源装置４に近い領域における開口５Ｋの密度が低く、光源装置４から離れるにしたがって漸次高くなり、Ｘ軸方向におけるパイプ部材１３の側面の中央の領域ＡＲ、換言すれば、光源装置４に対して離れた領域ＡＲにおける開口５Ｋの密度が最も高くなっている。すなわち、領域ＡＲにおける開口５Ｋどうしの間隔が、光源装置４に近い他の領域における開口５Ｋどうしの間隔に比べて、短くなっている。
【００７８】
本実施形態においても、上述の第３、第４実施形態と同様、その開口５Ｋから射出された光に基づく照明領域の照度を均一にすることができる。また、開口５Ｋを複数に分割して設けることにより、パイプ部材３を円滑且つ容易に形成できる。
【００７９】
なお、本実施形態においては、開口５Ｋが円形状である場合を例にして説明したが、例えば矩形状、楕円形状、多角形状など、任意の形状を採用できる。
【００８０】
なお、パイプ部材３の側面にスリット状の開口５Ｋが複数設けられている場合においても、照明領域の照度を均一にするために、光源装置４からの距離に応じて、そのスリット状の開口５Ｋの密度（間隔）を調整してもよい。
【００８１】
なお、パイプ部材３の側面に円形状の開口５Ｋが複数設けられている場合においても、照明領域の照度を均一にするために、光源装置４からの距離に応じて、その円形状の開口５Ｋの大きさを異ならせてもよい。
【００８２】
＜第６実施形態＞
次に、第６実施形態について説明する。図１２は、第６実施形態に係る照明装置１を示す斜視図である。図１２に示すように、本実施形態においては、パイプ部材３の軸（Ｘ軸）と交わるＹＺ平面内におけるパイプ部材３の内面２の大きさ（内径）が、パイプ部材３の軸方向の位置に応じて、換言すれば、光源装置４からの距離に応じて、異なっている。具体的には、パイプ部材３のうち、光源装置４に近い領域３Ａの内径が大きく、光源装置４から離れるにしたがって、すなわち領域３Ｂ、３Ｃとなるにしたがって、内径が漸次小さくなり、Ｘ軸方向におけるパイプ部材１３の中央の領域３Ｄ、換言すれば、光源装置４に対して離れた領域３Ｄの内径が最も小さくなっている。
【００８３】
光源装置４から射出され、パイプ部材３に入射した光は、パイプ部材３の内部で反射を繰り返しながら伝播するが、伝播するにしたがって、その光の照度が減少する。したがって、開口５Ｋのうち、光源装置４から離れた領域から射出される光の照度が小さくなり、開口５Ｋから射出される光の照度に分布が生じる可能性がある。すなわち、開口５Ｋから射出される光のＸ軸方向に関する照度が不均一になる可能性がある。
【００８４】
本実施形態においては、光源装置４から離れるにしたがって、パイプ部材３の内径を小さくしている。これにより、パイプ部材３の内部を伝播する光を、光源装置４から離れた領域（例えば領域３Ｄ）において集める（集光する）ことができ、その領域３Ｄの開口５Ｋから射出される光の強度を高めることができる。これにより、開口５Ｋから射出されるＸ軸方向に関する光の照度を均一にすることができる。したがって、その開口５Ｋから射出された光に基づく照明領域の照度を均一にすることができる。
【００８５】
なお、図１２においては、パイプ部材３の内径が不連続的に変化しているが、図１３に示すように、連続的に変化させてもよい。こうすることにより、開口５Ｋから射出された光に基づく照明領域の照度分布を滑らかにすることができる。
【００８６】
なお、本実施形態においては、パイプ部材３の内面２のＹＺ平面の形状が円形状である場合を例にして説明したが、矩形状、楕円形状、多角形状等、任意の形状でもよい。その場合にも、ＹＺ平面における内面２の大きさを、光源装置４からの距離に応じて異ならせることで、照明領域の照度を均一にすることができる。
【００８７】
なお、本実施形態においては、パイプ部材３の内面２のＹＺ平面の形状が、Ｘ軸方向において同じである場合を例にして説明したが、パイプ部材３の軸方向の位置に応じて、パイプ部材３の内面２のＹＺ平面の形状を異ならせてもよい。例えば、光源装置４に近い領域（例えば領域３Ａ）におけるパイプ部材３の内面２のＹＺ平面の形状を矩形状とし、光源装置４から遠い領域（例えば領域３Ｄ）におけるパイプ部材３の内面２のＹＺ平面の形状を円形状としてもよい。パイプ部材３の軸方向における光の伝播状態は、内面２のＹＺ平面の形状に応じても変化するので、パイプ部材３の軸方向の位置に応じてパイプ部材３の内面２のＹＺ平面の形状を異ならせることで、照明領域の照度を均一にすることができる。
【００８８】
＜第７実施形態＞
次に、第７実施形態について説明する。図１４は、第７実施形態に係る照明装置１を示す斜視図である。図１７に示すように、本実施形態においては、開口５Ｋが、パイプ部材３の側面の周方向に複数形成されている。図１７に示す例では、図１０に示したような、パイプ部材３の軸方向に形成された複数のスリット状の開口５Ｋ（開口群）が、パイプ部材３の周方向に２つ形成されている。すなわち、本実施形態においては、複数のスリット状の開口５Ｋ（開口群）が、パイプ部材３の周方向に２列並ぶように形成されている。
【００８９】
本実施形態によれば、パイプ部材３の側面の周方向の複数の方向に光を射出できる。そして、その開口５Ｋの周方向の位置を調整することによって、その開口５Ｋから射出された光に基づく照明領域の位置、大きさ、及び照度分布の少なくとも一つを調整できる。
【００９０】
なお、本実施形態においては、パイプ部材３の軸方向に形成された複数のスリット状の開口５Ｋ（開口群）が、パイプ部材３の周方向に２列並ぶように形成された場合について説明したが、円形状の開口５Ｋでももちろん可能である。また、図１等に示したような、パイプ部材３の軸方向に延びる１つのスリット状の開口５Ｋが、パイプ部材３の周方向に２列並ぶように形成されてもよい。また、本実施形態においては、開口５Ｋが、パイプ部材３の周方向に２列並ぶように形成された場合について説明したが、３列、４列など、２列以上の任意の複数であってもよい。
【００９１】
＜第８実施形態＞
次に、第８実施形態について説明する。図１５は、第８実施形態に係る照明装置１を示す斜視図である。図１８に示すように、本実施形態においては、開口５Ｋが、パイプ部材３の周方向に変位しつつ、パイプ部材３の軸方向に延びるスリット状に形成されている。これによれば、物体上の広い領域を照明できる。また、周方向の変位量等を調整することによって、照明領域の位置、大きさを調整できる。
【００９２】
＜第９実施形態＞
次に、第９実施形態について説明する。図１６は、第９実施形態に係る照明装置１を示す図である。上述の第１〜第８実施形態においては、パイプ部材３の内部と外部との間で光を透過可能な透過部５が、パイプ部材３の内部と外部とを連通する開口５Ｋである場合について説明したが、透過部５が、パイプ部材３の側面の一部に配置された透過性を有する光学部材５Ｌであってもよい。光学部材としては、例えば透明なガラス板（平行平板）、あるいは屈折力を有する光学素子（レンズ）を用いることができる。これによっても、パイプ部材３の内部から外部に光を円滑に導き出すことができる。
【００９３】
なお、図１６においては、透過部５（５Ｌ）がスリット状であるが、円形状でもよい。また、透過部５（５Ｌ）がパイプ部材３の側面において複数配置されていてもよい。
【００９４】
光学部材５Ｌを配置することによって、例えばパイプ部材３の内部に異物が侵入することを抑制できる。また、光学部材５Ｌとして、集光可能な光学素子（レンズ）を用いることにより、パイプ部材３の内部の光を集光した後、物体に照射することができ、物体上における照明領域の照度を高めることができる。なお、光学素子を用いて、パイプ部材３の内部の光を拡散した後、物体に照射してもよい。
【００９５】
なお、上述の第１〜第９実施形態においては、パイプ部材３が円筒状の部材である場合を例にして説明したが、断面形状が、例えば矩形状、楕円形状、多角形状、及びこれらを組み合わせた形状を有する筒状の部材であってもよい。また、パイプ部材３は、複数の部材を組み合わせたものであってもよい。同様に、リフレクタ部材６も、複数の部材を組み合わせたものであってもよい。また、パイプ部材３とリフレクタ部材６とが一体であってもよい。
【００９６】
なお、上述の第１〜第９実施形態においては、光源装置４がパイプ部材３の一端及び他端の両側に配置される場合について説明したが、光源装置４をパイプ部材３の一端又は他端のいずれかのみに配置するようにしてもよい。この場合、使用する光学装置４の数をさらに少なくすることができ、装置コストを低下できる。また、光源装置４を２つ以上の複数設けることによって、高い照度で物体を照明できる。
【００９７】
＜第１０実施形態＞
次に、第１０実施形態について説明する。本実施形態においては、上述の第１〜第９実施形態で説明した照明装置１が、ファクシミリ、複写機、スキャナ装置等の画像処理装置２０に搭載される場合を例にして説明する。
【００９８】
図１７は、第１０実施形態に係る画像処理装置２０を示す概略構成図である。図１７において、画像処理装置２０は、原稿の原稿面１９の画像を読み取る画像読取装置３０と、画像読取装置３０で読み取られた原稿面１９の画像情報を処理する信号処理装置４０と、画像処理装置２０全体の動作を制御する制御装置５０とを備えている。また、画像処理装置２０は、少なくとも画像読取装置３０、信号処理装置４０、及び制御装置５０を収容するハウジング２１と、原稿を載置可能な原稿台２２とを備えている。原稿台２２は、例えば透明なガラス材料で形成された板状の部材である。本実施形態においては、被照射面である原稿の原稿面１９と対向する原稿台２２の上面（載置面）は、ＸＹ平面とほぼ平行である。画像読取装置３０は、原稿台２２を介して、その原稿台２２に載置された原稿の原稿面１９の画像情報を取得する。
【００９９】
また、制御装置５０には、画像読取装置３０で読み取られた画像情報を出力する出力装置６０が接続されている。出力装置６０は、例えば液晶ディスプレイ等の表示装置、及びプリンタ装置等を含む。画像読取装置３０で読み取られた画像情報は、信号処理装置４０で処理された後、制御装置５０に出力される。制御装置５０は、信号処理装置４０で処理された原稿の画像情報を、出力装置６０で出力する。
【０１００】
図１８は、画像読取装置３０を模式的に示す斜視図である。図１７及び図１８において、画像読取装置３０は、照明光で原稿を照明する照明装置１と、照明装置１の照明光で照明された原稿の画像を読み取る光学装置３１とを備えている。本実施形態の画像読取装置３０は、密着型イメージセンサ（ＣＩＳ:Contact Image Sensor)を含む。
【０１０１】
照明装置１は、パイプ部材３の透過部５から射出された光で、原稿の原稿面１９を照明する。照明装置１は、原稿台２２を介して、その原稿台２２に載置された原稿の原稿面１９を照明する。
【０１０２】
光学装置３１は、照明装置１の照明光で照明された原稿面１９からの光を集光する光学系３２と、光学系３２を介した光が入射されるＣＣＤ（Charge Coupled Devices）等の光電変換素子３３を含むセンサユニット３５とを備える。センサユニット３５は、光電変換素子３３を支持する基板３４を有する。また、本実施形態においては、光電変換素子３３は、Ｘ軸方向に複数並べられている。すなわち、本実施形態においては、センサユニット３５は、複数の光電変換素子３３を一次元方向に配列したラインイメージセンサを含む。
【０１０３】
照明装置１からの照明光は、原稿台２２を介して原稿面１９に照射され、その原稿面１９に照射された照明光の反射光が、原稿台２２を介して光学系３２に入射する。光学系３２は、複数の光学素子３２Ｌを有し、それら光学素子３２Ｌは原稿面１９とほぼ平行なＸＹ方向に配列されている。すなわち、本実施形態の光学系３２は、複数の光学素子（レンズ）３２Ｌを二次元方向に配列したレンズアレイを含む。本実施形態においては、光学系３２は、正立等倍系の径方向屈折率分布型レンズを複数配列したものであり、それらレンズ３２Ｌは、２枚のＦＲＰ板３２Ｂの間に配列されている。また、そのレンズ３２Ｌどうしの隙間には黒色の樹脂が充填されている。本実施形態の光学系３２は、ＳＬＡ（Selfoc Lens Array：登録商標）を含む。
【０１０４】
なお、上述の第１０実施形態においては、画像読取装置３０および光学系３２は密着型イメージセンサを例に説明したが、光学系に縮小光学系をもつ画像読取装置であってもよい。
【０１０５】
照明装置１で照明され、原稿の原稿面１９で反射した反射光は、原稿台２２及び光学系３２を介してセンサユニット３５の光電変換素子３３に集光される。光学系３２を介した原稿面１９からの光は、センサユニット３５の光電変換素子３３に入射し、光電変化素子３３は、光学系３２を介した原稿面１９からの光を受光する。光学系３２は、原稿面１９の像を光電変換素子３３上に形成し、光電変換素子３３は、原稿面１９の光学像（画像）を取得する。このように、本実施形態においては、画像読取装置３０は、原稿台２２を介して、その原稿台２２に載置された原稿面１９の画像情報を取得する。
【０１０６】
本実施形態によれば、照明装置１によって原稿面１９を高い照度で良好に照明でき、その照明された原稿面１９の画像を画像読取装置３０で良好に読み取ることができる。また、本実施形態によれば、短い読み取り時間で原稿面１９の画像を読み取ることができる。
【０１０７】
なお、第１０実施形態においては、照明装置１が、ファクシミリ、複写機、スキャナ装置等の画像処理装置２０に搭載される場合を例にして説明したが、例えば、液晶ディスプレイのバックライト、フロントライト用光源、その他、表示装置用光源に搭載することも可能である。また、照明装置１を、室内照明、看板などの一般の照明装置として使用することも可能である。また、透過部５が２次元方向に並ぶように複数の照明装置１を配置することによって、大きな照明領域（面光源）を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】第１実施形態に係る照明装置の概略を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る照明装置の一部を拡大した斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る照明装置の一部の断面図である。
【図４】第１実施形態に係る照明装置のリフレクタ部材の効果を確認するために行ったシミュレーション実験の結果を示す図である。
【図５】第１実施形態に係る照明装置の光の利用効率を確認するために行ったシミュレーション実験で、比較例として用いた導光体を有する照明装置の一例を示す図である。
【図６】第１実施形態に係る照明装置の光の利用効率を確認するために行ったシミュレーション実験の結果を示す図である。
【図７】第２実施形態に係る照明装置の一部を拡大した断面図である。
【図８】第３実施形態に係る照明装置の概略を示す斜視図である。
【図９】第３実施形態に係る照明装置の概略を示す斜視図である。
【図１０】第４実施形態に係る照明装置の概略を示す斜視図である。
【図１１】第５実施形態に係る照明装置の概略を示す斜視図である。
【図１２】第６実施形態に係る照明装置の概略を示す斜視図である。
【図１３】第６実施形態に係る照明装置の概略を示す斜視図である。
【図１４】第７実施形態に係る照明装置の概略を示す斜視図である。
【図１５】第８実施形態に係る照明装置の概略を示す斜視図である。
【図１６】第９実施形態に係る照明装置の概略を示す斜視図である。
【図１７】第１０実施形態に係る読取装置を備えた画像処理装置を示す概略構成図である。
【図１８】第１０実施形態に係る照明装置及び読取装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１…照明装置、２…内面、３…パイプ部材、４…光源装置、５…透過部、６…リフレクタ部材、７…反射面、９…光学素子、２０…画像処理装置、３０…読取装置、４０…信号処理装置、５０…制御装置
【図１】
2008076599.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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