(57)【要約】【課題】量産されている標準的な光源部を使用して、用途に応じ、最適な照射領域を設定可能な光源部を精度よく得ることができる光源装置及びそれを用いた照明装置を得ること。【解決手段】光源部２と、該光源部からの光束を所定の照射領域に入射させる光学素子１と、を有する光源装置において、該光源部は発光部２ａの光射出側に集光作用を有する透明部材２ｂを有し、該光学素子は該透明部材の光出射面の形状に対応した嵌合部１ａと、該嵌合部からの光束の状態を変えて出射させる光出射面を有しており、該光学素子は、その嵌合部に該光源部の透明部材が嵌入固定されていること。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部と、該光源部からの光束を所定の照射領域に入射させる光学素子と、を有する光源装置において、
該光源部は発光部の光射出側に集光作用を有する透明部材を有し、該光学素子は該透明部材の光出射面の形状に対応した嵌合部と、該嵌合部からの光束の状態を変えて出射させる光出射面を有しており、
該光学素子は、その嵌合部に該光源部の透明部材が嵌入固定されていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記光学素子の嵌合部と前記光源部の透明部材は、軽圧入にて嵌入固定されていることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記光学素子の嵌合部と前記光源部の透明部材の間には空隙が形成され、該空隙に透明な接着剤が充填されていることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項４】
前記光学素子の嵌合部と前記光源部の透明部材は、前記所定の照射領域の照度分布が予め設定した範囲内と成るように位置合せをした後に固定されていることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の光源装置を１以上有し、被照射面を照明していることを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項５に記載の照明装置と、該照明装置によって照明された画像情報を一次元ラインセンサー上に結像させる結像手段とを用いて、該画像情報を読取ることを特徴とする画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像読取装置の照明系等に好適な光源装置及びそれを用いた照明装置に関するものである。更に詳しくはＬＥＤ等の光源部（点状光源）を最適な照明領域に変換する光学素子と一体にした光源装置及びそれを用いた照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ファクシミリやイメージスキャナー等の画像読取装置には、原稿照明用に様々な光源部が使用されてきている。その中でも省エネルギーで効率の高いＬＥＤは近年、特に注目されている光源部の一つである。
【０００３】
通常、これらの光源部は、該光源部を製造しているメーカーから購入をし、それを画像読取装置を製造しているメーカーがアッセンブリして使用することがほとんどである。すなわち光源部を使用する側は、装置によって使用するために最適な形態がまちまちであり、光源部を製造するメーカーにとっては、できるだけ汎用性をもった光源部を供給するのが効率的な対応であった。
【０００４】
ここで光源部としてＬＥＤを例にとると、例えば既製のドーム状の形状の樹脂をかぶせたＬＥＤ（ドーム型レンズ付ＬＥＤ）等が良く知られている。
【０００５】
例えば実開平６−４４２６７号公報ではこれをライン状にアッセンブリし、しかも光軸方向に調整することで、光量ムラを軽減している。
【０００６】
しかしながらドーム状の形状の樹脂をかぶせた指向性の高い光源部は、ドーム型レンズ（集光レンズ）と発光点との間の位置精度が厳しく、しかもライン状に照明するには、必ずしも既製のドーム状の形状は最適とはいえなかった。
【０００７】
そこでライン照明に好適な光学素子と光源部とを組み合わせた光源装置（照明系）が提案されている。しかしながら、この光源装置に用いられる光学素子の形状は使用する側について最適化されているため、用途に応じて、その最適形状はまちまちであり、光源メーカー側としては、このような形状で樹脂のカバーを製造することは汎用性の低下を招き、対応という点で問題点が発生していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は光源メーカーが製造する汎用のＬＥＤ等の光源部をそのまま使用して、所定の照明領域を最適に効率よく照明し、しかも使用する側にとって十分な精度が得られる光源装置及びそれを用いた照明装置の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の光源装置は、
光源部と、該光源部からの光束を所定の照射領域に入射させる光学素子と、を有する光源装置において、
該光源部は発光部の光射出側に集光作用を有する透明部材を有し、該光学素子は該透明部材の光出射面の形状に対応した嵌合部と、該嵌合部からの光束の状態を変えて出射させる光出射面を有しており、
該光学素子は、その嵌合部に該光源部の透明部材が嵌入固定されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項２の発明は請求項１の発明において、
前記光学素子の嵌合部と前記光源部の透明部材は、軽圧入にて嵌入固定されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項３の発明は請求項１の発明において、
前記光学素子の嵌合部と前記光源部の透明部材の間には空隙が形成され、該空隙に透明な接着剤が充填されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項４の発明は請求項１の発明において、
前記光学素子の嵌合部と前記光源部の透明部材の間には、相対的に位置を変更可能な空隙が形成されており、前記所定の照射領域の照度分布が予め設定した範囲内と成るように位置合せをした後に固定されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項５の発明の照明装置は、
請求項１乃至４の何れか１項に記載の光源装置を１以上有し、被照射面を照明していることを特徴としている。
【００１４】
請求項６の発明の画像読取装置は、
請求項５に記載の照明装置と、該照明装置によって照明された画像情報を一次元ラインセンサー上に結像させる結像手段とを用いて、該画像情報を読取ることを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
［実施形態１］
図１は本発明の実施形態１の要部断面図、図２は図１の状態から光学素子１と光源部２とを接合したときの要部断面図である。
【００１６】
図１、図２において１１は光源装置であり、ドーム形状より成る光学素子１と、ドーム型レンズ付ＬＥＤより成る光源部（光源）２とを有している。
【００１７】
光源部２は発光部２ａと、該発光部２ａの光射出側に集光作用を有する既製の透明部材（ドーム型レンズ）２ｂとを有している。
【００１８】
光学素子１は発光部２ａに対して透明な材質より成り、既製の透明部材２ｂの光出射面２ｃの形状に対応した嵌合部１ａと、該嵌合部１ａからの光束の状態を変えて出射させる光出射面１ｂとを有している。尚、ここで透明というのは発光部２ａが発光する主たる使用波長について透明であれば良く、必ずしも可視光領域に対して透明である必要はない。また、透明とは、吸収が少ないということであり、各部の表面には、位置精度の敏感度を軽減させるための拡散性を持たせてもよい。
【００１９】
本実施形態では発光部２ａから発光した光束が光学素子１の光出射面１ｂを介して所定の照射領域に入射するように、該光学素子１は、その嵌合部１ａに光源部２の既製の透明部材２ｂが嵌入固定されている。即ち嵌合部１ａと既製の透明部材２ｂは上記所定の照射領域の照度分布が予め設定した範囲内と成るように位置合せをした後に固定されている。
【００２０】
光学素子１は上記の如く既製の透明部材２ｂが嵌合可能な嵌合部１ａを有し、それらが隙間なく嵌入固定されることで図２に示す状態になる。このように嵌入固定された場合は発光部２ａの位置の位置精度が汎用の光源部２側の位置精度で決定されるので、光学素子１の設計形状が、該光源部２の位置に関して敏感でないような場合に最も生産性に優れ、かつ簡易な構成でコストダウンが図れる。
【００２１】
このように本実施形態では上述の如く発光部２ａに対して透明な材質の光学素子１に光源メーカーが汎用的に製造している既製の透明部材２ｂが嵌合する嵌合部１ａを設け、該光学素子１と光源部２の双方を接合することによって、供給メーカーも汎用性を失わず、使用する側も最適な状態での使用が可能となる。
【００２２】
［実施形態２］
図３は本発明の実施形態２の要部断面図である。同図において図１に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００２３】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は光学素子１の嵌合部１ａと光源部２の既製の透明部材２ｂとの間に空隙５を形成し、該空隙５に透明な接着剤３を充填して双方を接合したことである。その他の構成および光学的作用は実施形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００２４】
通常、光源装置（照明系）１１の照明効率を高めていくと、光学素子１の発光部２ａに対する位置精度の敏感度は市販されている通常の製造精度では、ばらつきが大きくなり過ぎるという結果に至ることがある。
【００２５】
そこで本実施形態では光学素子１の嵌合部１ａを光源部２の既製の透明部材２ｂよりも大きめに設定し、その間に形成された空隙５に透明な接着剤３を充填し、該嵌合部１ａの中で光源部２を矢印Ｘ方向に移動させ、光軸などの位置調整を行った後に固定し、該接着剤３を硬化させて接合している。この場合の位置調整は照明領域に配置した複数の受光センサー４の出力値を観察しながら調整を実施することができるこの場合、受光センサー４は、ＰＩＮフォトダイオードのようなもので、光量の対象性を測定しながら位置調整を行うのでも良いし、ＣＣＤのような素子で、照度分布そのものを測定して、より精度の高い位置調整を行うのでも良い。
【００２６】
上記硬化はそのままの自然硬化でもよいが、生産性を上げるためには熱硬化性もしくはＵＶ硬化性の接着剤がより適している。尚、同図では外部からＵＶ照射を行い硬化させているが、仮硬化用の熱源や紫外線源には光源の種類によって光源自身の発熱又は発光等を使用しても良い。
【００２７】
このように本実施形態においては上記の如く光学素子１の嵌合部１ａと光源部２の既製の透明部材２ｂとの間に空隙５を形成し、該空隙５に透明な接着剤３を充填させることにより、前述の実施形態１と同様に供給メーカーも汎用性を失わず、使用する側も最適な状態での使用が可能となる。
【００２８】
尚、既製の透明部材（ドーム型レンズ）２ｂの樹脂と同等の屈折率を有する光学素子１及び接着剤３を使用することにより、接合部分での屈折の影響を少なくすることができる。これにより設計がより容易となり、また既製の透明部材２ｂの壁面で全反射していた光束の取り出し効率も向上させることが可能となる。
【００２９】
また光学素子１と既製の透明部材２ｂならびに硬化後の透明な接着剤３との熱膨張率を揃えることにより、発光時の環境変動に伴う形状のひずみを小さくすることもできる。なお、ここでいう透明な接着剤は、光源の光を積極的に吸収しないという事実を指し、硬化後には拡散性を有するような特性が付与されていても実用上、問題がないばかりか、光源の位置精度の敏感度を軽減させることも可能となる効果も期待できる。
【００３０】
［他の実施形態］
光源部２と光学素子１とを嵌入固定する方法としては、例えば図４に示すように透明の光学素子１の嵌合部１ａを光源部２の既製の透明部材２ｂの形状に対応して設定しておき、該嵌合部１ａに該透明部材２ｂを軽圧入することにより光学素子１の一部分を変形させて嵌入固定しても良い。
【００３１】
尚、各実施形態においてはドーム型レンズ付ＬＥＤより成る光源部について説明してきたが、これに限らず、例えば直方体や円柱状など、様々な標準的な形状を有する光源部も同様にして取り扱うことが可能である。
【００３２】
また光学素子１については各実施形態で示したドーム型の形状に限らず、例えば各々の用途の光源装置に応じて別の形状を有する光学素子に嵌合部１ａを形成しても本発明は前述の実施形態と同様に適用することができる。
【００３３】
［画像読取装置１］
図５は本発明の照明装置を用いたときの画像読取装置の要部断面図である。同図においては光源装置をＸ方向に複数個並べて反射原稿（被照射面）１０を高効率に照明する例である。
【００３４】
同図において実施形態１又は２の光源装置１１から発した光束で照明された反射原稿１０の画像は、結像手段としての結像レンズ８によって一次元ラインセンサー（ＣＣＤ）９上に結像される。そして反射原稿１０は一次元ラインセンサー９に対して垂直方向に搬送されることでその画像情報が読み取られる。
【００３５】
［画像読取装置２］
図６は本発明の照明装置を１：２走査型の画像読取装置に適用したときの要部概略図である。
【００３６】
同図において光源装置１１から放射された光束は原稿６１を照明し、該原稿６１からの反射光を第１、第２、第３の反射ミラー６５，６６，６７を介して本体内部でその光束の光路を折り曲げ、結像手段としての結像レンズ６８により一次元ラインセンサー（ＣＣＤ）６９面上に結像させている。このとき第１、第２、第３の反射ミラー６５，６６，６７が副走査方向に移動しながら主走査方向を電気的に走査することで原稿６１の画像情報を読み取っている。このとき第２，３の反射ミラー６６，６７は、第１の反射ミラー６５の移動量の半分移動することで原稿６１と一次元ラインセンサー６９との距離を一定としている。
【００３７】
［画像読取装置３］
図７は本発明の照明装置をキャリッジ一体型の画像読取装置に適用したときの要部概略図である。
【００３８】
同図において光源装置１１から放射された光束は原稿８１を照明し、該原稿８１からの反射光束を第１、第２、第３、第４反射ミラー８５，８６，８７，８８を介してキャリッジ９１内部でその光路を折り曲げ、結像手段としての結像レンズ８９により一次元ラインセンサー（ＣＣＤ）９０面上に結像させている。そしてキャリッジ９１を副走査モーター（不図示）により図中に示す矢印Ｃ方向（副走査方向）に移動させることにより原稿８１の画像情報を読み取っている。
【００３９】
尚、本実施形態ではデジタルカラー複写機やカラーイメージスキャナーなどの種々のカラー原稿読取装置にも適用することができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば前述の如く光学素子の嵌合部に光源部の透明部材を嵌入固定することにより、量産されている標準的な光源部を使用して、用途に応じ、最適な照射領域を設定可能な光源部を精度よく得ることができる光源装置及びそれを用いた照明装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の要部断面図
【図２】本発明の実施形態１の要部断面図
【図３】本発明の実施形態２の要部断面図
【図４】本発明の他の実施形態の要部断面図
【図５】本発明の照明装置を用いた画像読取装置の要部断面図
【図６】本発明の照明装置を用いた画像読取装置の要部概略図
【図７】本発明の照明装置を用いた画像読取装置の要部概略図
【符号の説明】
１　光学素子
１ａ　嵌合部
２　光源部（ドーム型レンズ付ＬＥＤ）
２ａ　発光部
２ｂ　透明部材
３　接着剤
４　受光センサー
５　空隙
８　結像手段
９　一次元イメージセンサー
１０　原稿
１１　照明装置
６１，８１　原稿
６２，８２　原稿台ガラス
６５，６６，６７　反射ミラー
８５，８６，８７，８８反射ミラー
６８，８９　結像レンズ
６９，９０　１次元ラインセンサー
７０，９２　本体
７１，９３　圧板
【図１】
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【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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