(57)【要約】【課題】  被照射体の位置（原稿位置）での光の縦方向の強度分布に広がりを持たせることで、原稿面が浮き上がった場合でも読取画像の劣化を少なくすることのできる導光体およびその導光体を組み込んだライン照明装置を提供する。【解決手段】  端面から入射した光を内面で反射させながら長さ方向に沿って設けた出射面から出射せしめるようにした導光体１０であって、長さ方向に直交する方向の側面形状は、第１の楕円弧の曲面１と、第２の楕円弧の曲面２と、第１の出射面３と、第２の出射面４と、各楕円の長軸平面で楕円の焦点位置（または焦点近傍位置）に形成された光散乱部５とを備える。第１の曲面によって反射された光の集光位置と第２の曲面によって反射された光の集光位置とが異なる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端面から入射した光を長さ方向に沿った２つの側面の内側面で反射させながら長さ方向に沿って設けた出射面から出射せしめるようにした導光体であって、前記２つの側面形状は、楕円弧曲面または放物線曲面とされ、一方の側面によって反射された光の集光位置と他方の側面によって反射された光の集光位置とが異なることを特徴とする導光体。
【請求項２】
請求項１に記載の導光体において、前記導光体は一体成形されたことを特徴とする導光体。
【請求項３】
請求項１に記載の導光体において、前記導光体は２つの半体を貼り合わせて構成され、各半体に反射面となる楕円弧曲面または放物線曲面が形成されていることを特徴とする導光体。
【請求項４】
請求項３に記載の導光体において、前記各半体の接合面に光散乱部が形成されていることを特徴とする導光体。
【請求項５】
端面から入射した光を長さ方向に沿った２つの側面の内側面で反射させながら長さ方向に沿って設けた出射面から出射せしめるようにした導光体であって、前記２つの側面形状はいずれも楕円弧曲面とされ、それぞれの楕円弧曲面は焦点距離が異なることで、反射された光の集光位置が異なることを特徴とする導光体。
【請求項６】
端面から入射した光を長さ方向に沿った側面の内側面で反射させながら長さ方向に沿って設けた出射面から出射せしめるようにした導光体であって、前記側面形状は、焦点距離が異なる２つの楕円弧曲面領域を備え、それぞれの楕円弧曲面によって反射された光の集光位置が異なることを特徴とする導光体。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６に記載の導光体の端面に発光源を設けた照明ユニットと、この照明ユニットから原稿に向けて照射され、原稿で反射または原稿を透過した光を受光素子に収束させるためのレンズアレイとを筺体に組み込んだことを特徴とする画像読取装置。
【請求項８】
請求項７に記載の画像読取装置において、前記照明ユニットは２組配置され、各照明ユニットは各出射面から出射された光が原稿読取面の同一領域を照射するように配置されてい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、ファクシミリ、複写機、スキャナ装置等で原稿を線条（ライン状）に照明するための導光体およびこの導光体を組み込んだ画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  光源からの光を有効に被照射体に対して照射することを目的として、側面を放物線面または楕円弧面とした導光体が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２）。【特許文献１】特開２００１−３３０７３４号公報
【特許文献２】米国特許第６，２５９，０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  導光体からの出射光の焦点はその深度が浅く、焦点から遠い被写体の明るさが暗いという問題がある。このため、原稿の折り目や見開き部分等によって原稿台等に載置された原稿が浮き上がった場合に照明光量が低下し、ラインイメージセンサ等で読み取った画像に不自然な陰影が生ずることがある。【０００４】  本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、被照射体の位置（原稿位置）での光の縦方向の強度分布に広がりを持たせることで、原稿面が浮き上がった場合でも読取画像の劣化を少なくすることのできる導光体およびその導光体を組み込んだライン照明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】  前記課題を解決するため本発明に係る導光体は、端面から入射した光を内面で反射させながら長さ方向に沿って設けた出射面から出射せしめるようにしたものであって、長さ方向に直交する方向の側面形状（長さ方向に沿った２つの側面形状）は、２つの楕円弧または２つの放物線曲面を有し、一方の曲面によって反射された光の集光位置と他方の曲面によって反射された光の集光位置とが異なる構成とした。【０００６】  上記の場合、導光体は例えば２つの半体を貼り合わせて構成され、各半体に反射面となる楕円弧または放物線曲面が形成される。尚、導光体は２つの半体に分けず一体的に成形してもよい。【０００７】  また、本発明に係る導光体は、端面から入射した光を内面で反射させながら長さ方向に沿って設けた出射面から出射せしめるようにしたものであって、長さ方向に直交する方向の側面形状は、焦点距離が異なる２つの楕円弧曲面を有する構成とした。【０００８】  さらに、本発明に係る導光体は、端面から入射した光を内面で反射させながら長さ方向に沿って設けた出射面から出射せしめるようにしたものであって、長さ方向に直交する方向の側面形状は、少なくとも１つの曲面を有し、その曲面は焦点距離が異なる２つの楕円弧曲面領域を備える構成とした。【０００９】  本発明に係る本発明に係る画像読取装置は、前記導光体の一端または両端に発光源を設けた照明ユニットを例えば２組備え、各照明ユニットは各出射面から出射された光が原稿読取面の同一領域を照射するように配置した。
【発明の効果】
【００１０】  本発明の導光体およびその導光体を用いたライン照明装置は、焦点位置の異なる導光体を組合せることによって、所定の位置と深度に好ましい配光特性を与えることができる。すなわち、被照射体の位置（原稿位置）での光の縦方向の強度分布に広がりを持たせることで、原稿面が浮き上がった場合でも読取画像の劣化を少なくすることができ、良好な画像を読み込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る導光体の第１の実施の形態を示す断面形状図である。
【図２】本発明の導光体を組み込んだライン照明装置を備えた密着型イメージセンサ（ＣＩＳ）の断面図である。
【図３】本発明の導光体の端面に設けられる光源としての各発光ダイオードの取り付け位置を示す図である。
【図４】本発明の他の導光体の断面形状を示す図である。
【図５】本発明の他の導光体の断面形状を示す図である。
【図６】本発明の更に別の導光体の断面形状を示す図である。
【図７】本発明の更に別の導光体の断面形状を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】  以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る導光体の第１の実施の形態を示す断面形状図である。【００１３】  導光体１０は、例えばアクリル等の透明樹脂で形成された半体１０Ａ、１０Ｂを貼り合わせて構成され、その断面形状は導光体１０の全長（例えば３２０ｍｍ）に亘って一定としている。【００１４】  半体１０Ａに形成される第１の曲面１は、［｛ｘ−（ｆ１−ｆ２）｝／１０．６］２＋（ｙ／３．５）２≦１かつ、−ｆ２≦ｘ≦ｆ１−ｆ２，ｙ≦０で表される領域の形状である。【００１５】  半体１０Ｂに形成される第２の曲面２は、（ｘ／９．２）２＋（ｙ／２．０）２≦１かつ、−ｆ２≦ｘ≦０，ｙ≧０で表される領域の形状である。【００１６】  但し、ｆ１＝１０．０＝（１０．６２−３．５２）０．５        ｆ２＝９．０＝（９．２２−２．０２）０．５        ｘ＝−ｆ１，ｙ＝０  は曲線１の焦点座標        ｘ＝−ｆ２，ｙ＝０  は曲線２の焦点座標である。【００１７】  ここで、ｘ＝ｆ２＋Δ，ｙ＝０の領域に白色インクの印刷パターンからなる光散乱部５を設けている。符号６は底面である。【００１８】  導光体１０の内部に伝搬光があると、印刷パターンからなる光散乱部５に到達した伝搬光は散乱を受け、各曲面１，２によりそれぞれ全反射し、各出射面３，４から出射する。【００１９】  曲面１で反射した出射光は、座標ｘ＝７．７（＝ｆ１／Ｎ＋（ｆ１−ｆ２）），ｙ＝０の近傍に集光する。但し、Ｎはロッド屈折率であり、導光体１０がアクリル製の場合はＮ＝１．４９である。【００２０】  曲面２で反射した出射光は、座標ｘ＝６．０（＝ｆ２／Ｎ），ｙ＝０の近傍に集光する。但し、Ｎはロッド屈折率であり、導光体１０がアクリル製の場合はＮ＝１．４９である。【００２１】  光散乱部５を長軸面に形成すると散乱指向性の殆どない方向に出射面が位置することになるため、散乱光は楕円面で反射した上で出射する。このように光散乱部５を楕円の長軸平面に形成することで、出射面への直接放射光が抑制され、楕円反射面による集光効率が向上する。図中で、仮想線は光散乱部５の鏡像７を示している。楕円の長軸側の先端部を、楕円焦点又はその近傍を含む垂直平面（長軸と直交する平面）で面取りすることで、光散乱部５の鏡像も長軸平面上焦点近傍にあることになり、同じくロスが少ない（鏡像反射に寄与する）。【００２２】  なお、導光体１０は、楕円弧曲面１を有する略１／４楕円形状の導光体と楕円弧曲面２を有する略１／４楕円形状の半体１０Ａ、１０Ｂを張り合わせたものを図示したが、一体物としてもよい。また、本実施の形態では各曲面を楕円弧としたものを示したが、各曲面は放物線としてもよい。【００２３】  図２は本発明の導光体を組み込んだライン照明装置を備えた密着型イメージセンサ（ＣＩＳ）の断面図、図３は本発明の導光体の端面に設けられる光源としての各発光ダイオードの取り付け位置を示す図である。【００２４】  図２に示す密着型イメージセンサ（ＣＩＳ）３０は、筺体３１を備え、この筺体３１内に２組のライン照明装置２０Ｌ，２０Ｒを組み込み、また、筺体３１内に正立等倍系のレンズアレイ３２を配置し、更に、筺体３１の下部にラインイメージセンサ３３を設け���基板３４を取り付けてなる。符号３５は原稿台を構成するカバーガラスである。【００２５】  正立等倍系のレンズアレイ３２としては焦点深度の深いレンズを用いることが好ましい。焦点深度が深いレンズアレイを用いることで、原稿面が浮き上がった場合でも鮮明な画像として読み取ることができる。尚、いくら焦点深度が深くてもそこまで照明光が届かない場合には、画像として読み取ることができないため、結局鮮明な画像を得るには、照明系と正立等倍系の両方が所定の条件、つまり正立等倍系にあっては焦点深度が深いこと、照明系にあっては当該焦点深度の範囲を均一な照度で照明することの条件を満足することが好ましい。【００２６】  各ライン照明装置２０Ｌ，２０Ｒは、図１に示した導光体１０と、導光体ケース１１と、図３に示す各発光ダイオード１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂを備えた発光源基板（図示しない）とからなる。各発光ダイオード１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、それぞれ赤色、緑色、青色の光を発光するもので、これらの発光ダイオード１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂはチップ型のもの（ＬＥＤチップ）を用いている。【００２７】  本実施の形態では、図３に示すように、各発光ダイオード１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂを図１に示したｘ軸に沿って一列に配設している。【００２８】  発光ダイオード１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂからの光は導光体１０の内部を伝搬し、光散乱部５で散乱光を発生する。図２に示すように、この散乱光が各曲面１，２で反射する。曲面１による反射光は、カバーガラス３５の上面から上方へ０．４ｍｍの位置に集光し、曲面２による反射光はその１．７ｍｍ前方の位置（カバーガラス３５の上面から上方へ１．６ｍｍの位置）に集光する。【００２９】  そして、図示しない原稿の読取面で反射された照明光は、カバーガラス３５及びレンズアレイ３２を介してラインイメージセンサ３３によって検出される。これにより、原稿の読み取りがなされる。【００３０】  本発明に係る導光体を組み込んだライン照明装置２０Ｌ，２０Ｒを備えた密着型イメージセンサ（ＣＩＳ）３０は、図２に示すように、ｘ＝５．２ｍｍの位置（レンズアレイ３２およびラインイメージセンサ３３の中心位置）で、ｙ＝０〜２ｍｍ（カバーガラス３５の上面から上方に２ｍｍまでの範囲）に亘って光量変化が５％以内に収まった。【００３１】  したがって、原稿に浮きが生じても原稿面の照明光量の変化は僅かであり、良好な読取画像を得ることができる。【００３２】  図４は本発明の他の導光体の断面形状を示す図である。図４に示す導光体４０は、各出射面３Ａ，４Ａの段差を無くしたものである。【００３３】  図５は本発明の更に他の導光体の断面形状を示す図である。図５に示す導光体５０は、各出射面３Ｂ，４Ｂを斜めにして、プリズムによる偏向効果を持たせるようにしたものである。【００３４】  図６は本発明の別の導光体の断面形状を示す図である。図６に示す導光体６０は、１つの曲面を曲率の異なる第１及び第２の楕円区間を組合せた形成したものである。【００３５】  図７は本発明の別の導光体の断面形状を示す図である。図７に示す導光体７０は、導光体を一体成形し、図２に示した実施例と同様に、第１の曲面７１は、［｛ｘ−（ｆ１−ｆ２）｝／１０．６］２＋（ｙ／３．５）２≦１、かつ、−ｆ２≦ｘ≦ｆ１−ｆ２，ｙ≦０で表される領域の形状とし、第２の曲面７２は、（ｘ／９．２）２＋（ｙ／２．０）２≦１、かつ、−ｆ２≦ｘ≦０，ｙ≦０で表される領域の形状としている。また、出射面７３と対向する底面７４には白色インクの印刷パターンからなる光散乱部７５を設けている。
【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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【国際調査報告】
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