(57)【要約】【課題】  照明領域が長尺な形状である場合においても、効率よくかつ均一に光を照明領域に照射することができる照明装置を提供する。【解決手段】  屈折力が方向によって異なるレンズや、一の方向に沿って屈折力が変化するレンズを用いて、光源系から出射された光を、光が進行するに従って一の方向について拡がっていく光へと変換する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発する光源部を含む光源系と、前記光源系から出射された光を長尺なスリット状の照射領域に照射するレンズ系と、を含む照明装置であって、
前記レンズ系は、一の方向に所定の屈折力を有しかつ前記一の方向に略直交する方向の屈折力が前記所定の屈折力と異なる光学素子であって、前記一の方向と前記一の方向に略直交する方向とが、前記レンズ系の光軸に略直交して位置付けられた少なくとも１つの光学素子を含み、かつ、
前記レンズ系は、前記光源系の像を前記照射領域に結像させる位置に設けられていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
光を発する光源部を含む光源系と、前記光源系から出射された光を長尺なスリット状の照射領域に照射するレンズ系と、を含む照明装置であって、
前記レンズ系は、一の方向に沿って屈折力が変化するとともに前記一の方向に略直交する方向の屈折力が略一定の光学素子であって、前記一の方向と前記一の方向に略直交する方向とが、前記レンズ系の光軸に略直交して位置付けられた少なくとも１つの光学素子を含み、かつ、
前記レンズ系は、前記光源系の像を前記照射領域に結像させる位置に設けられていることを特徴とする照明装置。
【請求項３】
前記光源系は、前記光源部から発せられた光を出射する出射面を有し、かつ、
前記出射面と前記照射領域とは、前記レンズ系の短手方向の共役位置に位置付けられている請求項１又は２記載の照明装置。
【請求項４】
前記光源系は、複数の光源が並設された光源部と、前記複数の光源から発せられた光を均一にして前記出射面から出射する均一手段と、を含む請求項３記載の照明装置。
【請求項５】
前記光源系は、光が出射される領域が長尺な形状を有するレーザダイオードを前記光源部として含む請求項３記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
長尺なスリット状の照明領域に効率よくかつ均一に光を照射する照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像処理技術やフォトリソグラフィー技術の進展に伴い、長方形の領域を均一に効率よく照射する需要が増大してきている。例えば、１次元ＣＣＤカメラで画像を取り込む場合には、撮影して画像として取り込む領域は細長い長方形であるため、照度を高めるために照射する領域も細長い長方形の照射領域とするのが望ましい。また、光切断方法やモアレ方法等を利用して高さ情報を測定する場合などにおいても、照度を高めて測定精度を向上させるために、極めて細いスリット状の照明が必要となる。
【０００３】
このような目的のために長方形の照射領域を照射する従来の照明装置は、光源部から発せられた光のうちの一部の光のみを透過させる光学素子を用い、光学素子から出射した光を照射領域に照射するものであった。この光学素子としては、長方形ロッドやスリット状のファイバーや機械的なスリット等の素子が用いられてきた。この従来の照明装置は、光学素子から光を出射させる出射面を照射領域の形状に応じた形状にすることで、照射領域を照射するものであった。このため、従来の照明装置は、光学素子の出射面の形状を予め照射領域の形状と相似形にする必要があった（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−１４９０５８号公報
【特許文献２】特開平０８−２１１５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、従来の照明装置は、光学素子の出射面の形状を予め照射領域の形状と相似形にする必要があったため、照射領域の形状が、例えば長方形である場合には、そのアスペクト比を大きく変えることができなかった。
【０００５】
また、上述したように、従来の照明装置は、光源部から発せられた光のうちの一部の光のみを用いて照射するものであったため、効率が低いものにならざるを得なかった。
【０００６】
さらに、照射領域の形状が極めて長尺な長方形である場合には、発光部の大きさを予め大きくする必要があった。しかし、上述したように、発光部の大きさを大きくしても、発光部から発せられる光のうちの一部のみを用いるので、照射の効率はより低いものにならざるを得ず、また、発光部の大きさを大きくした場合には、発光部から発せられる光の照度等の明るさを均一にすることも困難であった。
【０００７】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、照明領域が長尺な形状である場合においても、効率よくかつ均一に光を照明領域に照射することができる照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上のような目的を達成するために、屈折力が方向によって異なるレンズや、一の方向に沿って屈折力が変化するレンズを用いて、光源系から出射された光を、光が進行するに従って一の方向について拡がっていく光へと変換する。
【０００９】
より具体的には、本発明は、
光を発する光源部を含む光源系と、前記光源系から出射された光を長尺なスリット状の照射領域に照射するレンズ系と、を含む照明装置であって、
前記レンズ系は、一の方向に所定の屈折力を有しかつ前記一の方向に略直交する方向の屈折力が前記所定の屈折力と異なる光学素子であって、前記一の方向と前記一の方向に略直交する方向とが、前記レンズ系の光軸に略直交して位置付けられた少なくとも１つの光学素子を含み、かつ、
前記レンズ系は、前記光源系の像を前記照射領域に結像させる位置に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、
光を発する光源部を含む光源系と、前記光源系から出射された光を長尺なスリット状の照射領域に照射するレンズ系と、を含む照明装置であって、
前記レンズ系は、一の方向に沿って屈折力が変化するとともに前記一の方向に略直交する方向の屈折力が略一定の光学素子であって、前記一の方向と前記一の方向に略直交する方向とが、前記レンズ系の光軸に略直交して位置付けられた少なくとも１つの光学素子を含み、かつ、
前記レンズ系は、前記光源系の像を前記照射領域に結像させる位置に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
本発明による照明装置は、一の方向における屈折力と一の方向に略直交する方向の屈折力とが異なる光学素子や、一の方向に沿って屈折力が変化する光学素子を用いたので、光が進行するに従って、一の方向のみには次第に拡がっていくとともに、一の方向に略直交する方向には拡がらないように、光を照射面に照射することができる。即ち、光源から出射された出射領域と光を照射する照射領域とのアスペクト比を調整することができ、照射領域の形状を所望する形状にすることができる。特に、照射領域の形状が長尺な形状であるときには有利となる。
【００１２】
尚、本明細書において、「光軸」とは、（１）光学系を構成する屈折又は反射曲面の曲率中心を連ねる線や、（２）光学系の光源、レンズ等の中心を連ねる直線で、光学系を組み込んだ光学機械の基準となる仮想直線をいう。
【００１３】
また、「並設」とは、２つ以上の物を並べて設けることを意味し、この「並べる」とは、２つ以上のものを同じ方向に向けて同列に位置させることを意味する。
【００１４】
さらに、「明るさ」とは、明暗の程度を表す量であり、例えば、照度や輝度を示す量である。
【００１５】
上述した光源系は、光源部から発せられた光を出射する出射面を有し、その出射面を画定できるものが好ましい。また、出射面の形状は、長尺な形状を有することが望ましいが、照射領域と相似形である必要はない。
【００１６】
さらに光源系に用いる光源は、複数の光源からなる場合であっても、単一の光源からなる場合であってもよい。光源は、発光ダイオード、レーザダイオード、超高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプ、ハロゲンランプ等の光源を用いることができる。
【００１７】
上述した光学素子は、方向によって屈折力が異なるものや、一の方向に沿って屈折力が変化するものであればよく、屈折力が正である場合又は負である場合を問わない。このような光学素子を用いることにより、光を照射する領域の形状に応じて光学素子の屈折力の比を適宜選択することによって、照射する光のアスペクト比を調整することができ、照射する領域の形状を所望する長尺な形状にすることができる。特に、光学素子は、円筒レンズや屈折率分布型レンズであることが好ましい。この光学素子は、少なくとも１つ含まれていればよく、円筒レンズや屈折率分布型レンズ等の光学素子を複数組み合わせて、その組合せの形態により光を照射する領域の形状を適宜変更することができる。
【００１８】
この光学素子は、上述したように、方向によって屈折力が異なるものや、一の方向に沿って屈折力が変化するものであるので、２種類の共役位置を有し、光学素子を含むレンズ系としても長手方向の共役位置と短手方向の共役位置との２つの共役位置を有する。
【００１９】
これにより、光源部から発せられた光を出射する出射面と光を照射する照射領域とが、レンズ系の短手方向の共役位置に位置付けられているものが好ましい。このようにしたことにより、最も明るくかつ明るさが均一となるように、また、レンズの諸収差を良好に補正して、照射面に光を照射することができる。
【００２０】
さらに、光源系は、複数の光源が並設された光源部と、これらの複数の光源から発せられた光を均一にして出射面から出射する均一手段と、を含むものが好ましい。均一手段を用いたことにより、照射面に照射する光の明るさをより均一にすることができる。
【００２１】
さらにまた、光源系は、光が出射される領域が長尺な形状を有する長尺光源とするのが好ましい。例えば、この長尺光源は、レーザダイオードやライン型ライトガイド等を光源とするのが好ましい。レーザダイオードやライン型ライトガイド等を用いることにより、照射面に照射する光の明るさを安定して均一にすることができる。
【発明の効果】
【００２２】
照明領域が長尺な形状である場合においても、効率よくかつ均一に光を照明領域に照射することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
【００２４】
＜＜第１の実施の形態＞＞
図１は、本発明にかかる照明装置の第１の実施の形態の概要を示す斜視図である。尚、図１においては、右方向を＋Ｘ方向とし、左方向を−Ｘ方向とし、手前方向を＋Ｙ方向とし、奥行き方向を−Ｙ方向とし、下方向を＋Ｚ方向とし、上方向を−Ｚ方向とする。尚、これらのＸ，Ｙ及びＺ方向は、説明のために定めたものであって、以下に説明する光学系の構成要素がこれらの方向に限定されるものではなく、光学系の構成要素の相対的な位置関係を示すためにＸ，Ｙ及びＺ方向を便宜的に用いる。
【００２５】
図１に示した照明装置１００は、光源系１１０と、レンズ系１３０と、からなる。この照明装置１００は、光源系１１０から出射された光を、照射面１５０における照射領域１５２が細長い長方形状となるように照射面１５０に照射する。
【００２６】
＜光源系１１０＞
光源系１１０は、光源部１１２と集光手段１１４と光均一化手段１１６とからなる。
【００２７】
光源部１１２は、複数の光源１１８からなり、支持部材（図示せず）に直線状に並置されている。これらの光源１１８は、所望する波長の光を発する光源であり、小さいものが好ましい。具体的には、発光ダイオード、レーザダイオード、超高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプ、ハロゲンランプ等の光源を用いることができる。
【００２８】
集光手段１１４は、複数の光源１１８の各々の近傍に設けられており、複数の光源１１８の各々から発せられた光を集光して＋Ｚ方向に導く。この集光手段１１４は、楕円鏡、放物面鏡、球面鏡等のミラーのほか、コンデンサーレンズ等の光学素子でもよい。
【００２９】
上述した集光手段１１４によって導かれる光の進行方向（＋Ｚ方向）の前方には、光均一化手段１１６が支持部材（図示せず）によって位置付けられている。この光均一化手段１１６は、上側の面である入射面１２０と下側の面である出射面１２２とを有する。入射面１２０と出射面１２２とは、互いに略平行であるとともに同様な長尺な長方形状を有しており、光軸Ｌに対して略垂直となるように位置付けられている。入射面１２０と出射面１２２との大きさ及び形状は、直線状に並置された複数の光源１１８の全体的な大きさや配置に基づいて定められる。入射面１２０には、集光手段１１４によって集光されて下方に導かれた光が入射される。出射面１２２からは、光均一化手段１１６によって明るさが均一化された光が出射される。この光均一化手段１１６は、入射面１２０に入射された光が光均一化手段１１６内で進行するに従って光束の角度成分を混ぜ合わせて照度むらや色むら等を低減できる光学素子であればよい。光均一化手段１１６として、例えば、光の進行方向に沿って長尺な長方体状のロッドレンズや、２組の互いに向かい合う平面状の反射材料によって四角筒状に形成された光学素子を用いることができる。
【００３０】
光源部１１２における複数の光源１１８の大きさ及び配列、並びに光均一化手段１１６の入射面１２０と出射面１２２との大きさ及び形状を適宜変更することによって、光均一化手段１１６から出射する光の出射領域を所望する形状にすることができる。特に、光均一化手段１１６の出射面１２２の形状を長尺な長方形状とするのが好ましい。
【００３１】
＜レンズ系１３０＞
上述した光源系１１０から発せられた光の進行方向（＋Ｚ方向）には、レンズ系１３０が位置付けられている。レンズ系１３０は、凸レンズ１３２と円筒レンズ１３４と凸レンズ１３６とからなる。
【００３２】
凸レンズ１３２は、光均一化手段１１６から出射された光の出射領域の大きさを変更して円筒レンズ１３４に出射する。
【００３３】
円筒レンズ１３４は、凸レンズ１３２から出射された光が入射する入射面１３８と、入射された光を出射する出射面１４０とを有する。この入射面１３８と出射面１４０とは、ともに円筒面の一部をなすように形成され、入射面１３８は下方向（＋Ｚ方向）に向かって凹んだ形状を有し、出射面１４０は上方向（−Ｚ方向）に向かって凹んだ形状を有する。このため、円筒レンズ１３４は、光軸Ｌが通過する位置の厚さが最も薄く、＋Ｘ方向又は−Ｘ方向に沿って進むに従って厚さが次第に厚くなるような形状を有する。
【００３４】
円筒レンズ１３４をこのような形状としたことにより、±Ｘ方向の負の屈折力を±Ｙ方向の屈折力より大きくすることができ、入射面１３８に入射した光を、光が＋Ｚ方向に進行するに従って＋Ｘ方向及び−Ｘ方向に次第に拡がっていくように出射面１４０から出射することができる。また、円筒レンズ１３４は、入射面１３８に入射した光を±Ｙ方向には屈折させることなく出射面１４０から出射させることができる。このため、円筒レンズ１３４は、光が＋Ｚ方向に進行するに従って、＋Ｘ方向及び−Ｘ方向のみには次第に拡がっていき、かつ±Ｙ方向には拡がらないように、入射面１３８に入射した光を出射面１４０から出射することができる。
【００３５】
従って、円筒レンズ１３４は、光均一化手段１１６から出射した光の出射領域を±Ｘ方向に伸長させたより長尺な出射領域に変更することができる。即ち、光均一化手段１１６から出射した光の出射領域のアスペクト比を変更して出射面１４０から出射することができる。
【００３６】
凸レンズ１３６は、出射面１４０から出射された光の出射領域の大きさを変更して後述する照射面１５０に向かって出射する。
【００３７】
尚、上述した円筒レンズ１３４の±Ｘ方向の屈折力と±Ｙ方向の屈折力との比を適宜変更することにより、照射する光のアスペクト比を調整することができ、後述する照射領域１５２の形状を所望する形状にすることができる。
【００３８】
また、円筒レンズ１３４の±Ｘ方向の屈折力は、±Ｙ方向の屈折力と異なるので、レンズ系１３０は、Ｘ方向についての共役位置と、Ｙ方向についての共役位置と、の２種類の共役位置を有する。Ｘ方向についての共役位置は、短手方向の共役位置になり、Ｙ方向についての共役位置は、長手方向の共役位置になる。
【００３９】
尚、上述した例では、レンズ群１３０が単一の凸レンズ１３２や単一の凸レンズ１３６から構成される場合を示したが、これらの凸レンズ１３２や凸レンズ１３６を複数のレンズからなるレンズ群から構成してもよい。このレンズ群として、凸レンズや凹レンズの他非球面レンズ等の複数種類のレンズを組み合わせて構成することができる。このように、凸レンズ１３２や凸レンズ１３６の代りにレンズ群で置き換えた場合には、円筒レンズ１３４に照射する光や、照射面１５０に照射する光を所望する光束に変換することができる。
【００４０】
また、上述した例では、円筒レンズ１３４が、上述したように、光軸Ｌが通過する位置の厚さが最も薄く、かつ、＋Ｘ方向又は−Ｘ方向に沿って進むに従って厚さが次第に厚くなるような形状を有する場合を示したが、光軸Ｌが通過する位置の厚さが最も厚くなるような円筒レンズとしてもよい。具体的には、入射面１３８が上方向（−Ｚ方向）に向かって膨み、出射面１４０が下方向（＋Ｚ方向）に向かって膨む形状とするとともに、光軸Ｌが通過する位置の厚さが最も厚く、＋Ｙ方向又は−Ｙ方向に沿って進むに従って厚さが次第に薄くなるにような形状にする。このような形状の円筒レンズを用いた場合には、±Ｙ方向の正の屈折力により、入射面１３８に入射した光を、光が＋Ｚ方向に進行するに従って＋Ｙ方向及び−Ｙ方向に次第に狭まっていくように出射面１４０から出射することができ、結果として、出射面１４０から出射する光の出射領域の形状を長尺な形状にすることができる。
【００４１】
＜照射面１５０＞
上述したレンズ系１３０から出射された光の進行方向には、照射面１５０が位置付けられている。この照射面１５０の位置は、照射面１５０に上述した光均一化手段１１６の出射面１２２の像が結像する位置である。即ち、上述した光源系１１０とレンズ系１３０と照射面１５０との相対的な位置は、光均一化手段１１６の出射面１２２の像が照射面１５０に結像するように定めればよい。具体的には、光均一化手段１１６の出射面１２２と、照射面１５０とを、レンズ系１３０の短手方向の共役位置に位置付ける。このように、光均一化手段１１６の出射面１２２の像が照射面１５０に結像する位置にすることで、最も明るくかつ明るさが均一となるように、また、レンズの諸収差を良好に補正して、照射面１５０に光を照射することができる。尚、照射面１５０において光が照射された領域を照射領域１５２と称する。この照射領域１５２の形状は、出射面１４０から出射された光の出射領域と略相似形となるので、照射領域１５２の形状を、アスペクト比が変更された±Ｘ方向に伸長した長尺な照射領域とすることができる。
【００４２】
＜＜第２の実施の形態＞＞
図２は、本発明にかかる照明装置の第２の実施の形態の概要を示す斜視図である。尚、図２においても、右方向を＋Ｘ方向とし、左方向を−Ｘ方向とし、手前方向を＋Ｙ方向とし、奥行き方向を−Ｙ方向とし、下方向を＋Ｚ方向とし、上方向を−Ｚ方向とする。尚、第１の実施の形態と同様に、これらのＸ，Ｙ及びＺ方向は、説明のために定めたものであって、以下に説明する光学系の構成要素がこれらの方向に限定されるものではなく、光学系の構成要素の相対的な位置関係を示すためにＸ，Ｙ及びＺ方向を便宜的に用いる。また、図１に示した要素と同様のものは、同一の符号を付した。
【００４３】
図２に示した照明装置２００は、光源系２１０と、レンズ系２３０と、からなる。この照明装置２００は、光源系２１０から出射された光を、照射面１５０における照射領域１５２が細長い長方形状となるように照射面１５０に照射する。
【００４４】
＜光源系２１０＞
光源系２１０は、レーザダイオードからなり、その発光体２１２は、長尺な形状を有しており、光が下方向（＋Ｚ方向）に向かって発せられるように、発光体２１２の下面に出射面２１４に設けられている。このように、出射面２１４の形状を長尺な形状としたので、光源系２１０から出射される光の出射領域の形状は長尺な形状となる。
【００４５】
＜レンズ系２３０＞
上述した光源系２１０から発せられた光の進行方向（＋Ｚ方向）には、レンズ系２３０が位置付けられている。レンズ系２３０は、凸レンズ２３２と屈折率分布型レンズ２３４とからなる。
【００４６】
凸レンズ２３２は、光源系２１０から出射された光の出射領域の大きさを変更して屈折率分布型レンズ２３４に出射する。
【００４７】
屈折率分布型レンズ２３４は、光源系２１０から出射された光が入射する入射面２３６と、入射された光を出射する出射面２３８とを有する。この入射面２３６と出射面２３８とは、互いに略平行であるともに同様な長尺な長方形状を有しており、光軸Ｌに対して略垂直となるように位置付けられている。
【００４８】
屈折率分布型レンズ２３４は、屈折率が一様でない媒質を用いて形成されており、＋Ｘ方向又は−Ｘ方向に進むに従って負の屈折率が次第に大きくなるように変化する。尚、＋Ｙ方向又は−Ｙ方向についての屈折率は略一定である。±Ｘ方向の屈折率が最も小さい位置に光軸Ｌが位置するように、屈折率分布型レンズ２３４は設けられている。
【００４９】
屈折率分布型レンズ２３４を用いることにより、±Ｘ方向の負の屈折力を±Ｙ方向の屈折力より大きくすることができ、入射面２３６に入射した光を、光が＋Ｚ方向に進行するに従って＋Ｘ方向及び−Ｘ方向に次第に拡がっていくように出射面２３８から出射することができる。また、屈折率分布型レンズ２３４は、入射面２３６に入射した光を±Ｙ方向には屈折させることなく出射面２３８から出射させることができる。このため、屈折率分布型レンズ２３４は、光が＋Ｚ方向に進行するに従って、＋Ｘ方向及び−Ｘ方向のみには次第に拡がっていき、かつ±Ｙ方向には拡がらないように、入射面２３６に入射した光を出射面２３８から出射することができる。
【００５０】
従って、屈折率分布型レンズ２３４は、光源系２１０から出射された光の出射領域を±Ｘ方向に伸長させたより長尺な出射領域に変更することができる。即ち、光源系２１０から出射された光の出射領域のアスペクト比を変更して出射面２３８から出射することができる。
【００５１】
尚、上述した屈折率分布型レンズ２３４の±Ｘ方向の屈折力と±Ｙ方向の屈折力との比を適宜変更することにより、照射する光のアスペクト比を調整することができ、第１の実施の形態と同様に照射領域１５２の形状を所望する形状にすることができる。
【００５２】
また、屈折率分布型レンズ２３４の±Ｘ方向は、±Ｙ方向の屈折力と異なるので、レンズ系２３０は、Ｘ方向についての共役位置と、Ｙ方向についての共役位置と、の２種類の共役位置を有する。Ｘ方向についての共役位置は、短手方向の共役位置になり、Ｙ方向についての共役位置は、長手方向の共役位置になる。
【００５３】
さらに、上述した例では、レンズ群２３０が単一の凸レンズ２３２から構成される場合を示したが、この凸レンズ２３２を複数のレンズからなるレンズ群から構成してもよい。このレンズ群として、凸レンズや凹レンズの他非球面レンズ等の複数種類のレンズを組み合わせて構成することができる。このように、凸レンズ２３２の代りにレンズ群で置き換えた場合には、屈折率分布型レンズ２３４に照射する光や、照射面１５０に照射する光を所望する光束に変換することができる。
【００５４】
更にまた、上述した例では、屈折率分布型レンズ２３４が、上述したように、＋Ｘ方向又は−Ｘ方向に進むに従って負の屈折率が次第に大きくなるように変化し、かつ、＋Ｙ方向又は−Ｙ方向についての屈折率は略一定である場合を示したが、＋Ｙ方向又は−Ｙ方向に進むに従って正の屈折率が次第に大きくなるように変化し、かつ、＋Ｘ方向又は−Ｘ方向についての屈折率は略一定として、±Ｙ方向の屈折率が最も小さい位置に光軸Ｌが位置するように屈折率分布型レンズ２３４に位置付けてもよい。このような屈折率分布型レンズを用いた場合には、±Ｙ方向の正の屈折力により、入射面２３６に入射した光を、光が＋Ｚ方向に進行するに従って＋Ｙ方向及び−Ｙ方向に次第に狭まっていくように出射面２３８から出射することができ、結果として、出射面２３８から出射する光の出射領域の形状を長尺な形状にすることができる。
【００５５】
＜照射面１５０＞
上述したレンズ系２３０から出射された光の進行方向には、第１の実施の形態と同様に、照射面１５０が位置付けられている。この照射面１５０の位置は、照射面１５０に上述した発光体２１２の出射面２１４の像が結像する位置である。即ち、上述した光源系２１０とレンズ系２３０と照射面１５０との相対的な位置は、発光体２１２の出射面２１４の像が照射面１５０に結像するように定めればよい。具体的には、発光体２１２の出射面２１４と、照射面１５０とを、レンズ系２３０の短手方向の共役位置に位置付ける。このように、発光体２１２の出射面２１４の像が照射面１５０に結像する位置にすることで、最も明るくかつ明るさが均一となるように、また、レンズの諸収差を良好に補正して、照射面１５０に光を照射することができる。尚、照射面１５０において光が照射された領域を照射領域１５２と称する。この照射領域１５２の形状は、屈折率分布型レンズ２３４の出射面２３８から出射された光の出射領域と略相似形となるので、照射領域１５２の形状を、アスペクト比が変更された±Ｘ方向に伸長した長尺な照射領域とすることができる。
【００５６】
＜＜第３の実施の形態＞＞
図３は、本発明にかかる照明装置の第３の実施の形態の概要を示す斜視図である。尚、図３は、光源系３１０のみを示す図である。また、図３においては、右方向を＋Ｘ方向とし、左方向を−Ｘ方向とし、手前方向を＋Ｙ方向とし、奥行き方向を−Ｙ方向とし、下方向を＋Ｚ方向とし、上方向を−Ｚ方向とする。尚、第１の実施の形態や第２の実施の形態と同様に、これらのＸ，Ｙ及びＺ方向は、説明のために定めたものであって、以下に説明する光学系の構成要素がこれらの方向に限定されるものではなく、光学系の構成要素の相対的な位置関係を示すためにＸ，Ｙ及びＺ方向を便宜的に用いる。
【００５７】
光源系３１０は、光源部３１２と光均一化手段３１４とからなる。
【００５８】
光源部３１２は、複数の光源３１６からなり、支持部材（図示せず）に２列の直線状に並置されている。これらの光源３１６は、所望する波長の光を発する光源であり、各々が小さくかつ一定の方向に光を発するものが好ましい。具体的には、発光ダイオード、レーザダイオード等の光源を用いることができる。このような光源３１６自体で一定の方向に光を発するので、集光手段を用いることなく所望する方向に光を導くことができる。
【００５９】
上述した光源部３１２から発せられた光の進行方向（＋Ｚ方向）の前方には、第１の実施の形態と同様の光均一化手段３１４が支持部材（図示せず）によって位置付けられている。この光均一化手段３１４は、上側の面である入射面３１８と下側の面である出射面３２０とを有する。入射面３１８と出射面３２０とは、互いに略平行であるともに同様な長尺な長方形状を有しており、光軸Ｌに対して略垂直となるように位置付けられている。入射面３１８と出射面３２０との大きさ及び形状は、直線状に並置された複数の光源３１６の全体的な大きさや配置に基づいて定められる。入射面３１８には、光源部３１２から発せられた光が入射される。出射面３２０からは、光均一化手段３１４によって明るさが均一化された光が出射される。この光均一化手段３１４は、入射面３１８に入射された光が光均一化手段３１４内で進行するに従って光束の角度成分を混ぜ合わせて照度むらや色むら等を低減できる光学素子であればよい。光均一化手段３１４として、例えば、光の進行方向に沿って長尺な長方体状のロッドレンズや、２組の互いに向かい合う平面状の反射材料によって四角筒状に形成された光学素子を用いることができる。
【００６０】
光源部３１２における複数の光源３１６の大きさ及び配列、並びに光均一化手段３１４の入射面３１８と出射面３２０との大きさ及び形状を適宜変更することによって、光均一化手段３１４から出射する光の出射領域を所望する形状にすることができる。特に、光均一化手段３１４の出射面３２０の形状を長尺な長方形状とするのが好ましい。
【００６１】
この第３の実施の形態で示した光源系３１０を、上述した第１の実施の形態の光源系１１０又は第２の実施の形態の光源系２１０に置き換えることにより、長尺な形状の照射領域に照射する光を発することができる。即ち、上述した光均一化手段３１４の出射面３２０と照射面とを、レンズ系（第１の実施の形態のレンズ系１３０又は第２の実施の形態のレンズ系２３０）の短手方向の共役位置に位置付ける。このように、光均一化手段３１４の出射面３２０の像が照射面１５０に結像する位置にすることで、最も明るくかつ明るさが均一となるように、また、レンズの諸収差を良好に補正して、照射面１５０に光を照射することができる。
【００６２】
＜＜第４の実施の形態＞＞
図４は、本発明にかかる照明装置の第４の実施の形態の概要を示す斜視図である。尚、図４は、光源系４１０のみを示す図である。また、図４においては、右方向を＋Ｘ方向とし、左方向を−Ｘ方向とし、手前方向を＋Ｙ方向とし、奥行き方向を−Ｙ方向とし、下方向を＋Ｚ方向とし、上方向を−Ｚ方向とする。尚、第１の実施の形態〜第３の実施の形態と同様に、これらのＸ，Ｙ及びＺ方向は、説明のために定めたものであって、以下に説明する光学系の構成要素がこれらの方向に限定されるものではなく、光学系の構成要素の相対的な位置関係を示すためにＸ，Ｙ及びＺ方向を便宜的に用いる。
【００６３】
図４に示した光源系４１０は、光源部４１２と集光手段４１４と光均一化手段４１６とからなる。
【００６４】
光源部４１２は、単一の光源であり、蛍光灯のような直線状の形状を有する長尺光源である。光源部４１２は、所望する波長の光を発する光源である。この長尺光源として、レーザダイオードやライン型ライトガイド等を光源としたものが好ましい。
【００６５】
集光手段４１４は、光源部４１２の近傍に設けられており、光源部４１２から発せられた光を集光して＋Ｚ方向に導く。この集光手段４１４は、光源部４１２と略平行な長尺な形状を有する。集光手段４１４は、上側の平面である入射面４１８と、下に凸の形状を有する出射面４２０とを有する。出射面４２０の形状を下に凸の形状としたことにより、光源部４１２から発せられた光を集光して、後述する光均一化手段４１６の入射面４２２に入射させることができる。
【００６６】
上述した光源部４１２から発せられた光の進行方向（＋Ｚ方向）の前方には、第１の実施の形態と同様の光均一化手段４１６が支持部材（図示せず）によって位置付けられている。この光均一化手段４１６は、上側の面である入射面４２２と下側の面である出射面４２４とを有する。入射面４２２と出射面４２４とは、互いに略平行であるともに同様な長尺な長方形状を有しており、光軸Ｌに対して略垂直となるように位置付けられている。入射面４２２と出射面４２４との大きさ及び形状は、光源部４１２の大きさや形状や集光手段４１４の集光度に基づいて定められる。入射面４２２には、光源部４１２から発せられた光が入射される。出射面４２４からは、光均一化手段４１６によって明るさが均一化された光が出射される。この光均一化手段４１６は、入射面４２２に入射された光が光均一化手段４１６内で進行するに従って光束の角度成分を混ぜ合わせて照度むらや色むら等を低減できる光学素子であればよい。光均一化手段４１６として、例えば、光の進行方向に沿って長尺な長方体状のロッドレンズや、２組の互いに向かい合う平面状の反射材料によって四角筒状に形成された光学素子を用いることができる。
【００６７】
光源部４１２の大きさ及び形状、並びに光均一化手段４１６の入射面４２２と出射面４２４との大きさ及び形状を適宜変更することによって、光均一化手段４１６から出射する光の出射領域を所望する形状にすることができる。特に、光均一化手段４１６の出射面４２４の形状を長尺な長方形状とするのが好ましい。
【００６８】
この第４の実施の形態で示した光源系４１０を、上述した第１の実施の形態の光源系１１０又は第２の実施の形態の光源系２１０に置き換えることにより、長尺な形状の照射領域に照射する光を発することができる。即ち、上述した光均一化手段４１６の出射面４２４と照射面とを、レンズ系（第１の実施の形態のレンズ系１３０又は第２の実施の形態のレンズ系２３０）の短手方向の共役位置に位置付ける。このように、光均一化手段４１６の出射面３２０の像が照射面１５０に結像する位置にすることで、最も明るくかつ明るさが均一となるように、また、レンズの諸収差を良好に補正して、照射面１５０に光を照射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明にかかる照明装置の第１の実施の形態の概要を示す斜視図である。
【図２】本発明にかかる照明装置の第２の実施の形態の概要を示す斜視図である。
【図３】本発明にかかる照明装置の第３の実施の形態の概要を示す斜視図である。
【図４】本発明にかかる照明装置の第４の実施の形態の概要を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７０】
１００、２００  照明装置
１１０、２１０、３１０、４１０  光源系
１１２、２１２、３１２、４１２  光源部
１１６、３１４、４１６  光均一化手段（均一手段）
１２２、２１４、３２０、４２４  出射面
１３０、２３０  レンズ系
１３４  円筒レンズ（光学素子）
１５２  照射領域
２３４  屈折率分布型レンズ（光学素子）
【図１】
2005141039.tif 000003
【図２】
2005141039.tif 000004
【図３】
2005141039.tif 000005
【図４】
2005141039.tif 000006