(57)【要約】【課題】ＬＥＤアレイを用いて原稿面をムラなくライン照明することにより、原稿の画像をムラなく読み取ることが可能な画像入力装置を提供する。【解決手段】原稿（４）の画像を読み取るために原稿面（４Ｓ）に光を照射する原稿照明装置（１０）を備える。原稿照明装置（１０）は、複数個のＬＥＤをほぼ直線状に配列して成るＬＥＤアレイ（１）と、ＬＥＤアレイ（１）から射出した光束を原稿面（４Ｓ）に導く照明光学系（２）とを備える。照明光学系（２）は、ＬＥＤの配列方向に光束を拡散させる機能と、ＬＥＤの配列方向に対して垂直な方向に光束を集光させる機能と、を有する。【選択図】      図１
2004157213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿の画像を読み取るために原稿面に光を照射する原稿照明装置を備えた画像入力装置であって、
前記原稿照明装置が、複数個のＬＥＤをほぼ直線状に配列して成るＬＥＤアレイと、そのＬＥＤアレイから射出した光束を原稿面に導く照明光学系とを備え、前記照明光学系が、前記ＬＥＤの配列方向に光束を拡散させる機能と、前記ＬＥＤの配列方向に対して垂直な方向に光束を集光させる機能と、を有することを特徴とする画像入力装置。
【請求項２】
前記照明光学系が前記ＬＥＤの配列方向に対して垂直な方向に光束を反射させる反射面を有することを特徴とする請求項１記載の画像入力装置。
【請求項３】
前記ＬＥＤの配列間隔が６．３５ｍｍ以上であるか、あるいは複数個のＬＥＤから成るＬＥＤ群の配列間隔が６．３５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の画像入力装置。
【請求項４】
前記照明光学系が複数の光学素子の組み合わせから成ることを特徴とする請求項１，２又は３記載の画像入力装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像入力装置と、その画像入力装置で入力された画像を出力する画像出力装置と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像入力装置に関するものであり、例えば、パソコン等に接続して用いる画像入力機器（イメージリーダ，イメージスキャナ等）や画像形成装置（カラー又はモノクロのデジタル複写機，ファクシミリ等）の画像入力部を構成する画像入力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像の入力や出力を行う機器においては、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）が様々な用途に用いられている。なかでも２次元画像の入力・出力を一方向の走査により行う機器には、複数個のチップ状ＬＥＤをほぼ直線状に配列して成るＬＥＤアレイが、原稿照明装置，ＬＥＤプリンタヘッド等に光源として用いられている。しかしＬＥＤアレイには、ＬＥＤ毎の光量のバラツキ、環境変化（例えば温度変化）に伴う光量変化等が生じやすいという問題がある。このため、以下の特許文献１，２には、上記問題点を解消することを目的としたＬＥＤプリンタヘッドが提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２６１３０５７号公報
【特許文献２】
特許第２８１７１５０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１，２記載のＬＥＤプリンタヘッドは、いずれもＬＥＤからの光を検出する受光素子を用いて、ＬＥＤの光量ムラ制御を行う構成になっている。このため、受光素子で得られる受光信号は、感光体（被照射面）上での照明ムラを必ずしも反映したものにはなっていない。したがって、ＬＥＤの光量ムラ制御で照明ムラを十分に抑えることは困難である。これはＬＥＤアレイを搭載した原稿照明装置についても同様である。
【０００５】
また、特許文献１，２記載のＬＥＤプリンタヘッドに用いられているＬＥＤアレイは、複数個のＬＥＤがほとんど隙間なくほぼ直線状に並べられた構成になっている。そして、市販の画像入力機器に用いられているＬＥＤアレイも同様の構成になっている。このため、今後ＬＥＤ単体の出力光量が著しく増大して（例えば現状の１．５倍以上）、使用するＬＥＤの必要個数が減少した場合には、ＬＥＤの間隔が広がるに伴って増大するライン照明のムラを光量ムラ制御により補正することは困難になる。従来のＬＥＤアレイにおいてこの点が大きな問題とされることがなかったのは、現実の光量不足とそれに見合った光量ムラを考慮するのが精一杯で、今後飛躍的に向上するＬＥＤ出力光量の増加を想定していなかったためである。
【０００６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、ＬＥＤアレイを用いて原稿面をムラなくライン照明することにより、原稿の画像をムラなく読み取ることが可能な画像入力装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明の画像入力装置は、原稿の画像を読み取るために原稿面に光を照射する原稿照明装置を備えた画像入力装置であって、前記原稿照明装置が、複数個のＬＥＤをほぼ直線状に配列して成るＬＥＤアレイと、そのＬＥＤアレイから射出した光束を原稿面に導く照明光学系とを備え、前記照明光学系が、前記ＬＥＤの配列方向に光束を拡散させる機能と、前記ＬＥＤの配列方向に対して垂直な方向に光束を集光させる機能と、を有することを特徴とする。
【０００８】
第２の発明の画像入力装置は、上記第１の発明の構成において、前記照明光学系が前記ＬＥＤの配列方向に対して垂直な方向に光束を反射させる反射面を有することを特徴とする。
【０００９】
第３の発明の画像入力装置は、上記第１又は第２の発明の構成において、前記ＬＥＤの配列間隔が６．３５ｍｍ以上であるか、あるいは複数個のＬＥＤから成るＬＥＤ群の配列間隔が６．３５ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００１０】
第４の発明の画像入力装置は、上記第１，第２又は第３の発明の構成において、前記照明光学系が複数の光学素子の組み合わせから成ることを特徴とする。
【００１１】
第５の発明の画像形成装置は、上記第１〜第４のいずれか１つの発明に係る画像入力装置と、その画像入力装置で入力された画像を出力する画像出力装置と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施した画像入力装置を、図面を参照しつつ説明する。図１に、本発明に係る画像入力装置の主要部構成例を示す。図１において、１はＬＥＤアレイ、２は照明光学系、３は原稿台、４は原稿、４Ｓは原稿面、５はブック反射鏡、６は読み取り光学系、７は撮像素子、８は画像処理装置、９は画像出力装置、１０は原稿照明装置である。この画像入力装置は、画像形成装置（カラー又はモノクロのデジタル複写機，ファクシミリ等）の画像入力部，単体の画像入力機器（イメージリーダ，イメージスキャナ等）等に相当するものである。そして、原稿（４）の２次元画像を読み取るために、原稿面（４Ｓ）に光をライン状に照射する原稿照明装置（１０）を備えており、原稿面（４Ｓ）で反射した光を用いて２次元画像の読み取りを行う構成になっている。その２次元画像の読み取りでは、原稿面（４Ｓ）に対するライン状照明の相対的な走査が、ＬＥＤの配列方向に対して垂直な方向に行われる。
【００１３】
原稿照明装置（１０）は、ＬＥＤアレイ（１），照明光学系（２）等で構成されている。そしてＬＥＤアレイ（１）は、基板（１ａ）上に複数個のＬＥＤがほぼ直線状（図１の紙面に対して垂直方向）に配列された構成になっている｛必要に応じＬＥＤ以外の発光素子を点光源とする発光素子アレイをＬＥＤアレイ（１）の代わりに用いてもよい。｝。ＬＥＤアレイ（１）から射出した光は、照明光学系（２）により、ＬＥＤの配列方向に対して垂直な方向にのみ集光してほぼ直線状（図１の紙面に対して垂直な１本のライン状）となる。そして、板ガラス製の原稿台（３）を透過した後、原稿面（４Ｓ）上でほぼ直線状の光源像を形成する。原稿面（４Ｓ）に照射された光は、原稿面（４Ｓ）で反射された後、再び原稿台（３）を透過する。そして、読み取り光学系（６）を通過することにより、撮像素子（７）の受光面上で結像する。ＬＥＤアレイ（１）から射出した光束のうち、照明光学系（２）に対する入射範囲外の光束の一部は、ブック反射鏡（５）で反射されて原稿面（４Ｓ）に照射される。ブック反射鏡（５）は、原稿（４）が冊子や本の形態になっている場合に、原稿台（３）から原稿（４）が浮き上がった地点で黒い影が発生しないように照明するためのミラーである。
【００１４】
読み取り光学系（６）により形成された光学像は、撮像素子（７）によって電気的な信号に変換される。撮像素子（７）としては、例えば複数の画素から成るＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサー等の固体撮像素子が用いられる。撮像素子（７）で生成した信号は、パソコン等の画像処理装置（８）において、必要に応じた所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が施される。そして、デジタル映像信号としてメモリー（半導体メモリー，光ディスク等）に記録されたり、場合によってはケーブルを介したり赤外線信号に変換されたりした後、プリンタ等の画像出力装置（９）やその他の機器に伝送される。したがって、デジタル複写機，ファクシミリ等の画像形成装置は、上述した画像入力装置と、その画像入力装置で入力された画像を出力する画像出力装置（９）等（プリンタ等）との組み合わせにより構成される。
【００１５】
ここで、ＬＥＤアレイ（１）のＬＥＤ配列間隔と原稿面（４Ｓ）上でのライン照明のムラとの関係を、図２に基づいて説明する。図２中、ＰはＬＥＤ配列間隔、ＬはＬＥＤアレイ（１）から原稿面（４Ｓ）までの距離、Ｑは原稿面（４Ｓ）上での照度分布であり、照明光学系（２）は図示省略している。一般的なＬＥＤアレイ（１）では、図２（Ａ）に示すように、基板（１ａ）上に複数のＬＥＤ（１ｔ）がほとんど隙間なくほぼ直線状に配列されている。このため、ＬＥＤアレイ（１）から原稿面（４Ｓ）までの距離（Ｌ）が短くても、原稿面（４Ｓ）上で発生する照明ムラは小さなものとなる。しかし、今後ＬＥＤ（１ｔ）単体の出力光量が飛躍的に増大すると（例えば現状の１．５倍以上）、ＬＥＤ（１ｔ）の必要個数が減少するためにＬＥＤ（１ｔ）を間引く必要が生じる。その結果、出力光量の大きいＬＥＤ（１ｔ）の離散的配置（例えば、Ｐ≧６．３５ｍｍ）によって大きな照明ムラが発生してしまうことになる。つまり、ＬＥＤ（１ｔ）単体の出力光量の増大とＬＥＤ配列間隔（Ｐ）の増大に伴って、図２（Ｂ）に示すように照明ムラが増大してしまい、ＬＥＤ（１ｔ）の光量ムラ制御では補正することが困難になる。ＬＥＤアレイ（１）から原稿面（４Ｓ）までの距離（Ｌ）を大きくすれば、照明ムラを小さくすることは可能であるが、原稿照明装置（１０）の大型化を招いてしまう。
【００１６】
そこで本実施の形態では、図２（Ｃ）に示すように、ＬＥＤアレイ（１）と原稿面（４Ｓ）との間に、ＬＥＤ（１ｔ）の配列方向に光束を拡散させる機能を持った拡散光学素子（Ｄ）を配置している。拡散光学素子（Ｄ）は照明光学系（２，図１）の一部として設けられ、例えばレンズ面やミラー面に加工を施すことにより構成される。拡散光学素子（Ｄ）の拡散機能により、原稿照明装置（１０）のライン発光の光量ムラが抑えられ、原稿面（４Ｓ）上で発生する照明ムラも小さくなる。しかも、ＬＥＤアレイ（１）から原稿面（４Ｓ）までの距離（Ｌ）を従来と同じ程度のままで、照明ムラを軽減することが可能である。したがって、原稿照明装置（１０）のコンパクト化と光量ムラの抑制を同時に達成することができる。なお、ＬＥＤ（１ｔ）の個数減少による低コスト化，省エネ等の経済的効果も得られる。
【００１７】
前述したように、照明光学系（２）はＬＥＤ（１ｔ）の配列方向に対して垂直な方向に光束を集光させる機能を有している。つまり、ＬＥＤ（１ｔ）の配列方向に対する垂直方向について、一方向性の収束性を有するレンズ，ミラー等で照明光学系（２）は構成される。拡散光学素子（Ｄ）が有する拡散機能も、上記集光機能と同様の方向性をＬＥＤ（１ｔ）の配列方向について有することになる。したがって、拡散光学素子（Ｄ）の例としては、屈折による発散機能を持ったレンズ面（ほぼシリンダ形状の曲面等）を複数有する微小レンズ群，反射による発散機能を持った反射面（ほぼシリンダ形状の曲面等）を複数有する微小ミラー群，一方向性の回折による発散機能を持った回折格子を複数有する微小回折格子群，一方向性の散乱機能を有するスリ面等が挙げられる。
【００１８】
また、ＬＥＤアレイ（１）から原稿面（４Ｓ）に至る光路中での拡散の有効性を考慮すると、照明光学系（２）における拡散位置に応じて、使用する拡散光学素子（Ｄ）を選択するのが好ましい。例えば、照明光学系（２）におけるＬＥＤアレイ（１）に近い部分に上記拡散機能を持たせる場合には、ＬＥＤ（１ｔ）毎に対応した曲面，回折格子等を拡散光学素子（Ｄ）として配置するのが望ましい。照明光学系（２）におけるＬＥＤアレイ（１）から離れた部分に上記拡散機能を持たせる場合には、すべてのＬＥＤ（１ｔ）をカバーする範囲の光学面（コンデンサレンズ面，コンデンサミラー面等）に散乱機能を持ったスリ面等を拡散光学素子（Ｄ）として配置するのが望ましい。
【００１９】
前述したようにＬＥＤアレイ（１）は、複数個のＬＥＤ（１ｔ）がほぼ直線状に配列された構成になっているが、同一発光色のＬＥＤ（１ｔ）から成る場合でも、互いに異なる発光色のＬＥＤ（１ｔ）の組み合わせから成る場合でも、上述した拡散光学素子（Ｄ）により得られる作用効果に変わりはない。図６（ｉ）に、各ＬＥＤ（１ｔ）として白色ＬＥＤ（Ｗ）のみを有するＬＥＤアレイ（１）を示す。また、図６（ｉｉ），（ｉｉｉ）に、赤色ＬＥＤ（Ｒ），緑色ＬＥＤ（Ｇ）及び青色ＬＥＤ（Ｂ）から成るＬＥＤ群（１ｕ）を有するＬＥＤアレイ（１）を示す。いずれの場合でも、ＬＥＤ（１ｔ，Ｒ，Ｇ，Ｂ）単体の出力光量の増大とＬＥＤ（１ｔ）又はＬＥＤ群（１ｕ）の配列間隔（Ｐ）の増大とに伴って、照明ムラは増大することになる。しかし、上記拡散光学素子（Ｄ）の拡散機能により原稿照明装置（１０）のライン発光の光量ムラが抑制されるため、原稿面（４Ｓ）上で発生する照明ムラは低減される。ＬＥＤ配列間隔（Ｐ）が大きいほど照明ムラは大きくなるので、拡散光学素子（Ｄ）により得られる効果も大きくなる。この観点から、ＬＥＤ（１ｔ）やＬＥＤ群（１ｕ）の配列間隔（Ｐ）は、６．３５ｍｍ以上であることが好ましい。また、ＬＥＤアレイ（１）から原稿面（４Ｓ）までの距離（Ｌ）は、ＬＥＤ（１ｔ）やＬＥＤ群（１ｕ）の配列間隔（Ｐ）の３〜４倍以上であることが好ましい。
【００２０】
上記原稿照明装置（１０）の光学構成を、以下に具体例を挙げて更に詳しく説明する。図３，図４に、複数個のＬＥＤ（１ｔ）を配列間隔６．３５ｍｍ（１／４インチ）以上でほぼ直線状に配列して成るＬＥＤアレイ（１）と、そのＬＥＤアレイ（１）から射出した光束を原稿面（４Ｓ）に導く照明光学系（２）と、を備えたモジュール構造の原稿照明装置（１０）をそれぞれ示す。図３，図４において、（Ａ）はＬＥＤ（１ｔ）の配列方向に対して垂直な平面での断面図であり、（Ｂ）はＬＥＤ（１ｔ）の配列方向に対して平行な平面での断面図である。また、（Ａ）と（Ｂ）とは互いに直交する断面構造を示しており、図３（Ａ），図４（Ａ）に示す断面方向は図１に示す断面方向に相当している。なお、図３，図４に示す照明光学系（２）においては、前述した複数のＬＥＤ群（１ｕ）から成るＬＥＤアレイ（１）も適用可能である。
【００２１】
図３，図４に示す照明光学系（２）は、いずれも２枚組の色消し集光レンズ（Ｇ１，Ｇ２）から成っており、ＬＥＤ（１ｔ）の配列方向に光束を拡散させる機能と、ＬＥＤ（１ｔ）の配列方向に対して垂直な方向に光束を集光させる機能と、を有している。光束の集光は、図３（Ａ），図４（Ａ）に示すようにＬＥＤ（１ｔ）の配列方向に対して垂直な方向に負のパワーを有する第１レンズ（Ｇ１）と正のパワーを有する第２レンズ（Ｇ２）とで行われ、その負・正の組み合わせにより色消し効果が得られる。一方、光束の拡散は、以下に説明するように図３（Ｂ）と図４（Ｂ）とで拡散作用の異なる第１レンズ（Ｇ１）により行われる。
【００２２】
図３に示す照明光学系（２）では、同図（Ｂ）に示すように、第１レンズ（Ｇ１）がＬＥＤ（１ｔ）と同数で対応する微小な凹レンズ面をＬＥＤアレイ（１）側に有しており、第２レンズ（Ｇ２）が自由曲面から成る正パワーのレンズ面を原稿面（４Ｓ）側に有している。各ＬＥＤ（１ｔ）から射出した光束は、第１レンズ（Ｇ１）の各凹レンズ面で発散してＬＥＤ（１ｔ）の配列方向に広がった後、第２レンズ（Ｇ２）の自由曲面が持つコンデンサ機能によりＬＥＤアレイ（１）の中央寄りに集光される。ＬＥＤアレイ（１）の端部から射出した光束は、第１レンズ（Ｇ１）の負パワーによって原稿面（４Ｓ）の外側に向けた広がりを持つことになるが、その広がりは第２レンズ（Ｇ２）に設けられている自由曲面のコンデンサ機能によって抑えられる。したがって、光量の無駄が生じるのを防ぐことができる。結果として、照明光学系（２）から射出する光束は、ＬＥＤ（１ｔ）の配列方向に拡散した状態で原稿面（４Ｓ）をムラなく照明することになる。
【００２３】
ここでは、複数の凹面から成る負パワーの微小レンズ群を前記拡散光学素子（Ｄ）とし、それによって光束をＬＥＤ（１ｔ）の配列方向に拡散させているが、ＬＥＤ（１ｔ）毎に対応した屈折面を用いて光束を発散させる構成はこれに限らない。例えば、複数の凸レンズ面から成る正パワーの微小レンズ群によって、一旦結像した後の発散により光束をＬＥＤ（１ｔ）の配列方向に拡散させるようにしてもよい。なお、微小レンズ群を構成する凸又は凹のレンズ面形状（シリンダ形状，球面形状，非球面形状等）は、前記集光機能等との関係により設定すればよい。
【００２４】
図４に示す照明光学系（２）では、同図（Ｂ）に示すように、第１レンズ（Ｇ１）がＬＥＤ（１ｔ）と同数で対応する微小な（一方向性の）回折格子をＬＥＤアレイ（１）側に有しており、第２レンズ（Ｇ２）が自由曲面から成る正パワーのレンズ面を原稿面（４Ｓ）側に有している。第２レンズ（Ｇ２）は、図３に示す照明光学系（２）と同じものであり、そのコンデンサ機能によって光量の無駄が生じないようにしている。各ＬＥＤ（１ｔ）から射出した光束は、第１レンズ（Ｇ１）の各回折格子で発散してＬＥＤ（１ｔ）の配列方向に広がった後、第２レンズ（Ｇ２）の自由曲面が持つコンデンサ機能によりＬＥＤアレイ（１）の中央寄りに集光される。結果として、照明光学系（２）から射出する光束は、ＬＥＤ（１ｔ）の配列方向に拡散した状態で原稿面（４Ｓ）をムラなく照明することになる。
【００２５】
ここでは、複数の回折格子から成る負パワーの微小回折格子群を前記拡散光学素子（Ｄ）とし、それによって光束をＬＥＤ（１ｔ）の配列方向に拡散させているが、ＬＥＤ（１ｔ）毎に対応した回折格子を用いて光束を発散させる構成はこれに限らない。例えば、複数の正パワーの微小回折格子群によって、一旦結像した後の発散により光束をＬＥＤ（１ｔ）の配列方向に拡散させるようにしてもよい。また、回折格子の周期は一定でない方が好ましい。周期のランダムな回折格子を用いる方が、カラー画像の読み取り再現性を色消し作用により効果的に向上させることが可能だからである。なお、第２レンズ（Ｇ２）の自由曲面は全体として（２枚組で）凹レンズの役割を果たすよう設計してもよい。また、ランダム周期で一方向性の回折格子を拡散光学素子（Ｄ）として自由曲面の表面全体に付加してもよい。
【００２６】
次に、照明光学系（２）に反射面を有する原稿照明装置（１０）を説明する。図５（Ａ）〜（Ｃ）に、複数個のＬＥＤ（１ｔ）を配列間隔６．３５ｍｍ（１／４インチ）以上でほぼ直線状に配列して成るＬＥＤアレイ（１）と、そのＬＥＤアレイ（１）から射出した光束を原稿面（４Ｓ）に導く照明光学系（２）と、を備えた３つのタイプの原稿照明装置（１０）をそれぞれ示す。図５では、図１に示す画像入力装置における原稿照明装置（１０）から原稿面（４Ｓ）までの部分を具体化し、ＬＥＤ（１ｔ）の配列方向に対して垂直な平面での断面で示している。また、前述したブック反射鏡（５）等の部分については図示省略している。なお、図５に示す照明光学系（２）においては、前述した複数のＬＥＤ群（１ｕ）から成るＬＥＤアレイ（１）も適用可能である。
【００２７】
図５（Ａ）に示す照明光学系（２）は１枚のミラー（Ｍ０）から成っており、図５（Ｂ）に示す照明光学系（２）は２枚のミラー（Ｍ１，Ｍ２）から成っており、図５（Ｃ）に示す照明光学系（２）は２枚のミラー（Ｍ１，Ｍ２）と１枚のレンズ（Ｇ０）から成っている。いずれもＬＥＤ（１ｔ）の配列方向に光束を拡散させる機能とＬＥＤ（１ｔ）の配列方向に対して垂直な方向に光束を集光させる機能とを有する点で、図３，図４に示す各照明光学系（２）と同様の作用効果を奏する。光束の集光は、ＬＥＤ（１ｔ）の配列方向に対して垂直な方向の正パワーにより行われる。例えば、図５（Ａ）の照明光学系（２）ではミラー（Ｍ０）の正パワーにより集光が行われ、図５（Ｂ）の照明光学系（２）では第１，第２ミラー（Ｍ１，Ｍ２）の正パワーにより集光が行われ、図５（Ｃ）の照明光学系（２）ではレンズ（Ｇ０）と第１，第２ミラー（Ｍ１，Ｍ２）の正パワーにより集光が行われる。
【００２８】
一方、光束の拡散は照明光学系（２）のいずれかの面に付加された前記拡散光学素子｛Ｄ，図２（Ｃ）｝により行われる。例えば、複数の微小な凸反射面から成る負パワーの微小ミラー群｛図３（Ｂ）の微小レンズ群に相当する。｝、複数の微小な回折格子から成る負パワーの微小回折格子群｛図４（Ｂ）の微小回折格子群に相当する｝等が、正パワーのコンデンサ反射面｛図３（Ｂ）や図４（Ｂ）に示す自由曲面から成る正パワーのコンデンサレンズ面に相当する｝等と組み合わされて用いられる。図５（Ａ）の照明光学系（２）の場合、微小ミラー群又は微小回折格子群とコンデンサ反射面との複合反射面を有するミラー（Ｍ０）を用いる。図５（Ｂ），（Ｃ）の照明光学系（２）の場合、微小ミラー群又は微小回折格子群を反射面に有する第１ミラー（Ｍ１）を用い、コンデンサ反射面を有する第２ミラー（Ｍ２）を用いる。また、図５（Ｃ）の照明光学系（２）の場合、微小レンズ群又は微小回折格子群をレンズ面に有するレンズ（Ｇ０）を用い、コンデンサ反射面を有する第２ミラー（Ｍ２）を用いてもよい。
【００２９】
図５（Ａ）に示す照明光学系（２）はミラー（Ｍ０）１枚から成っているため、構成が簡単で低コスト化が容易である。図５（Ａ），（Ｂ）に示す照明光学系（２）の場合、すべての光学素子がミラー（Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２）で構成されているため、色収差が発生しないというメリットがある。図５（Ｃ）に示す照明光学系（２）のようにレンズ（Ｇ０）を含めると、第１ミラー（Ｍ１）にかかるパワー負担を弱くしたり無くしたりすることが可能となり、結果としてコンパクト化に寄与することができる。ただし、レンズ（Ｇ０）を使用することにより発生する色収差を抑えるために、パワーの弱いレンズ（Ｇ０）を用いることが望ましい。
【００３０】
図５（Ａ）〜（Ｃ）に示す照明光学系（２）は、いずれもＬＥＤアレイ（１）から射出した光束を、ミラー（Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２）の反射面でＬＥＤ（１ｔ）の配列方向に対して垂直な方向に反射させる構成になっている。このように反射面を用いると、反射面数が多いほど光学配置の自由度が高くなり、原稿照明装置（１０）のコンパクト化も容易になる。これは、図５（Ｂ），（Ｃ）に示す各照明光学系（２）が、図５（Ａ）に示す照明光学系（２）に比べて高さ方向のサイズが短縮されて、原稿照明装置（１０）全体がコンパクト化されていることからも明らかである。また、上記のように反射面を用いることにより、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示す各照明光学系（２）のように、ＬＥＤアレイ（１）が水平下方向に向くような光学配置をとることも可能となる。
【００３１】
図３〜図５に示す原稿照明装置（１０）の構成によると、個別のＬＥＤ出力光量が増えてＬＥＤ（１ｔ）の使用個数が減っても、シェーディングのない線状の照明光が得られる。したがって、ＬＥＤアレイ（１）から原稿面（４Ｓ）までの距離（Ｌ，図２）を現状とほとんど変えずに、原稿面（４Ｓ）をムラなくライン照明することができる。そして、各原稿照明装置（１０）を搭載した画像入力装置を用いることにより、原稿（４）の画像をムラなく読み取ることが可能となる。また、ＬＥＤアレイ（１）から原稿面（４Ｓ）までの距離（Ｌ）を変える必要がないので、想定される個々のＬＥＤ（１ｔ）の出力光量が増加した分を、そのままＬＥＤ（１ｔ）の個数削減に直結させることができる。その結果、大きな経済的効果（安価，省エネ等）を得ることができる。また、各光学面がアナモフィカルに加工された複数の光学素子の組み合わせによって各照明光学系（２）が構成されているため、光学素子の数を最小限に抑制することができて経済的である。
【００３２】
以上説明した原稿照明装置（１０）は、画像入力装置以外の機器においても照明装置又はその一部としての使用が可能である。例えば長尺蛍光管や長尺ハロゲンランプを光源とする照明装置に、上記原稿照明装置（１０）を線状光源装置として用いれば、ムラのない照明を低コストかつコンパクトに行うことができる。そのような照明装置としては、例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等の非発光型表示素子に用いるバックライトやフロントライトが挙げられる。したがって、上述した各実施の形態は、以下の構成を有する発明（Ｉ）〜（ＩＶ）を含むものであり、その構成により、ＬＥＤアレイを用いて被照射面をムラなくライン照明することが可能な光源装置を提供することができる。
【００３３】
（Ｉ）    照明用の線状光源像を形成する光源装置であって、複数個のＬＥＤをほぼ直線状に配列して成るＬＥＤアレイと、そのＬＥＤアレイから射出した光束を被照射面に導く照明光学系とを備え、前記照明光学系が、前記ＬＥＤの配列方向に光束を拡散させる機能と、前記ＬＥＤの配列方向に対して垂直な方向に光束を集光させる機能と、を有することを特徴とする光源装置。
（ＩＩ）  前記照明光学系が前記ＬＥＤの配列方向に対して垂直な方向に光束を反射させる反射面を有することを特徴とする上記（Ｉ）記載の光源装置。
（ＩＩＩ）    前記ＬＥＤの配列間隔が６．３５ｍｍ以上であるか、あるいは複数個のＬＥＤから成るＬＥＤ群の配列間隔が６．３５ｍｍ以上であることを特徴とする上記（Ｉ）又は（ＩＩ）記載の光源装置。
（ＩＶ）  前記照明光学系が複数の光学素子の組み合わせから成ることを特徴とする上記（Ｉ），（ＩＩ）又は（ＩＩＩ）記載の光源装置。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、照明光学系がＬＥＤの配列方向に光束を拡散させる機能を有するため、ＬＥＤアレイを用いて原稿面をムラなくライン照明することができる。したがって、原稿の画像をムラなく読み取ることが可能な画像入力装置を実現することができ、本発明に係る画像入力装置を画像出力装置との組み合わせで用いれば、安価で小型の画像形成装置（デジタル複写機，ファクシミリ等）を提供することができる。照明ムラの低減効果は、ＬＥＤやＬＥＤ群の配列間隔が６．３５ｍｍ以上の場合により顕著なものとなる。また、ＬＥＤの配列方向に対して垂直な方向に光束を反射させる反射面を照明光学系に用いると、原稿照明装置を容易にコンパクト化することが可能となり、複数の光学素子の組み合わせにより照明光学系を構成すると、光学素子の数を最小限に抑制することができて経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像入力装置の主要部構成例を示す概略断面図。
【図２】原稿照明装置によるライン照明のムラとその解消を説明するための図。
【図３】微小レンズ群を有する照明光学系の具体例を示す断面図。
【図４】微小回折格子群を有する照明光学系の具体例を示す断面図。
【図５】照明光学系に反射面を有する画像入力装置を示す要部断面図。
【図６】ＬＥＤアレイの具体例を示す平面図。
【符号の説明】
１    …ＬＥＤアレイ
１ｔ  …ＬＥＤ
１ｕ  …ＬＥＤ群
Ｒ    …赤色ＬＥＤ
Ｇ    …緑色ＬＥＤ
Ｂ    …青色ＬＥＤ
２    …照明光学系
Ｇ１  …第１レンズ
Ｇ２  …第２レンズ
Ｇ０  …レンズ
Ｍ１  …第１ミラー
Ｍ２  …第２ミラー
Ｍ０  …ミラー
４    …原稿
４Ｓ  …原稿面
６    …読み取り光学系
７    …撮像素子
８    …画像処理装置
９    …画像出力装置
１０  …原稿照明装置
【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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