(57)【要約】【課題】光照射装置の高さを低くして画像読取装置の薄型化を図ることができ、また光照射面の照度ムラを小さくすることのできる光照射装置及び画像読取装置を提供する。【解決手段】光照射装置３４から出射された光Ｌu、Ｌeは、原稿３３の下面に斜め照射される。原稿３３で反射された光は、結像光学系３５を通って撮像素子３６に入射し、原稿３３の画像が読み取られる。光照射装置３４は、板状の導光板３８と、導光板３８の入射端面４０ａに対向配置された光源３７と、導光板３８の出射端面４０ｂと対向する位置に斜めに設置されたミラー４２とからなる。導光板３８の下面には、偏向パターン３９が形成されている。光源３７からの出射光は導光板３８内を導光し、その光の一部は偏向パターン３９で全反射され、導光板３８の上面から斜めに出射する。また、出射端面４０ｂから出射した光は、ミラー４２で反射されて斜め上方へ出射する。【選択図】図５
2012195709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から発した光を一方端部から取り込んで導光させる導光板と、
前記導光板の主面に設けた複数個の偏向パターンからなり、前記導光板内を導光する光の一部を全反射させて前記導光板の一方の主面から出射させる第１の光反射手段と、
前記導光板内の前記第１の光反射手段が設けられた領域を通過した光を、前記第１の光反射手段で全反射された光と同じ主面側へ向けて反射させる第２の光反射手段とを備え、
前記第１の光反射手段で全反射され前記導光板の主面から出射された光が、当該主面に垂直な方向から前記第２の光反射手段側へ傾いた方向に向けて出射され、
前記第２の光反射手段で反射された光が、前記導光板の主面に垂直な方向から前記第１の光反射手段側へ傾いた方向に向けて出射されるように構成された光照射装置。
【請求項２】
前記第２の光反射手段は、前記導光板の他方端部に位置する端面に対向させて斜めに配置されたミラーであることを特徴とする、請求項１に記載の光照射装置。
【請求項３】
前記第２の光反射手段は、前記導光板の他方端部に位置する端面に対向させて当該端面と平行に配置されたミラーと、前記導光板の主面に設けられていて前記ミラーで反射して前記導光板内へ戻った光を全反射させて前記導光板の主面から出射させる複数個の反射用パターンとからなることを特徴とする、請求項１に記載の光照射装置。
【請求項４】
前記反射用パターンにおいて前記ミラーで反射して戻ってきた光を全反射させるための傾斜面の傾斜角が４０°以下であることを特徴とする、請求項３に記載の光照射装置。
【請求項５】
前記導光板の厚みをｔ、前記導光板の屈折率をｎ、前記導光板の他方端部に位置する端面から前記ミラーの上下両端へ延ばした両線分どうしのなす角度を２φとしたとき、
前記導光板において前記偏向パターンを形成された領域の、前記導光板端面に垂直な方向に沿った長さＰが、
Ｐ≧３ｔ／（２tanγ）
ただし、γ＝arcsin(sinφ／ｎ)
という条件を満たしていることを特徴とする、請求項２又は３に記載の光照射装置。
【請求項６】
前記第２の光反射手段は、前記導光板の主面に設けられていて前記導光板内の光を全反射させて前記導光板の主面から出射させる複数個の反射用パターンからなることを特徴とする、請求項１に記載の光照射装置。
【請求項７】
前記偏向パターンにおいて光を全反射させるための傾斜面の傾斜角が４０°以下であり、前記反射用パターンにおいて光を全反射させるための傾斜面の傾斜角が４５°以上であることを特徴とする、請求項６に記載の光照射装置。
【請求項８】
読取対象物に光を照射させるための、請求項１に記載の光照射装置と、
前記読取対象物の像を読み取る撮像素子と、
前記読取対象物で反射した反射光を前記撮像素子に結像させるための結像光学系とを備え、
前記読取対象物により反射され前記第１の光反射手段と前記第２の光反射手段の間を通って前記撮像素子に入射する光が、前記第１の光反射手段と前記第２光反射手段との間で遮光されないように構成されていることを特徴とする、請求項８に記載の画像読取装置。
【請求項９】
前記導光板は、前記読取対象物と平行に配置されていることを特徴とする、請求項８に記載の画像読取装置。
【請求項１０】
前記導光板と前記第２の光反射手段は、前記光路内に入り込まないように配置されていることを特徴とする、請求項８に記載の画像読取装置。
【請求項１１】
前記導光板は、前記読取対象物により反射され前記撮像素子に入射する光の光路を横断するように配置され、
前記導光板のうち前記光路が通過する領域は、透明かつ平滑に形成されていることを特徴とする、請求項８に記載の画像読取装置。
【請求項１２】
前記光照射装置は前記読取対象物と平行な方向に移動可能であり、前記結像光学系と前記撮像素子は固定されており、
前記光照射装置が移動しても前記光照射装置と前記結像装置との間の光路長が一定となるように調整する光路調整装置を備えていることを特徴とする、請求項８に記載の画像読取装置。
【請求項１３】
請求項８に記載の画像読取装置と、
前記画像読取装置により取得された画像を所定形式の画像データとして取り出す処理回路とを備えたスキャナ。
【請求項１４】
請求項８に記載の画像読取装置と、
画像データに基づいて当該画像を印刷する印刷装置と、
前記画像読取装置により取得された画像を所定形式の画像データとして取り出し、当該画像データに基づいて前記印刷装置により画像を複製させる処理回路とを備えた複写装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光照射装置及び画像読取装置に関する。具体的には、本発明は、２方向から光を照射させるための光照射装置に関する。また、本発明は、当該光照射装置から出射した光を対象物に照射して画像情報を生成するための画像読取装置に関する。さらに、本発明は、当該画像読取装置を備えたスキャナ及びコピー機に関する。
【背景技術】
【０００２】
（画像読取装置の基本的構成）
図１は、スキャナなどに用いられる画像読取装置の基本的構成を示す図である。画像読取装置１１は、原稿１３を置くためのためのガラス板１２の下に配置されている。画像読取装置１１は、ガラス板１２を透過させて光を原稿１３に照射させるための光照射装置１４と、レンズで構成された結像光学系１５と、ＣＣＤやＣＩＳからなる撮像素子１６によって構成されている。光照射装置１４から出射した光は、ガラス板１２上に下向きに置かれた原稿１３を照明する。原稿１３の下面で反射した光は、結像光学系１５を通過した後、撮像素子１６で受光される。そして、原稿１３の一部の画像が、撮像素子１６により電気信号又は画像情報に変換される。
【０００３】
このような画像読取装置１１では、ガラス板１２の下面に沿って移動しながら原稿１３の全体を読み取るので、画像読取装置１１をガラス板１２の下面に近づけ過ぎると、画像読取装置１１がガラス板１２の下面を擦って傷つける恐れがある。そのため、ガラス板１２の下方には、画像読取装置１１を配置することのできない一定高さＨの禁止スペースＳｂが存在し、画像読取装置１１は禁止スペースＳｂの下に配置される。
【０００４】
また、結像光学系１５の上方には、原稿１３で反射した光を撮像素子１６へ導くための空間をあけておく必要があり、ここは光を遮るものを配置することのできない禁止スペースＳａとなっている。したがって、光照射装置１４を禁止スペースＳａに配置することができないので、光照射装置１４は禁止スペースＳａから外れた位置に配置し、原稿１３に向けて斜めに光を照射している。また、原稿１３に対して斜めに光を照射することにより、正反射光が撮像素子１６に入射するのを防いでいる。
【０００５】
（特許文献１について）
このような画像読取装置としては、たとえば特許文献１に開示されたものがある。特許文献１に記載された画像読取装置に用いられている光照射装置１４Ａを図２（Ａ）に示す。光照射装置１４Ａは、固定台１７の傾斜面１７ａに導光板１８を固定し、導光板１８の後端面に対向させて複数個のＬＥＤ１９を配置し、導光板１８とＬＥＤ１９をカバー２０で覆っている。また、導光板１８の前端面に対向させて固定台１７とカバー２０の間に拡散シート２１を取り付けている。
【０００６】
この画像読取装置では、導光板１８を斜めに設置しているために光照射装置１４Ａの高さが高くなる。それ故、光照射装置１４Ａの上に禁止スペースＳｂが必要なことに加えて、光照射装置１４Ａの高さが大きくなり、画像読取装置の薄型化が困難である。また、画像読取装置内のデッドスペースが大きくなる。
【０００７】
また、特許文献１の画像読取装置では、図２（Ｂ）に示すように、複数個のＬＥＤ１９を一列に配列しているので、光照射装置１４Ａを原稿１３に近づけて設置すると、原稿面にリップル状の照度ムラが生じる。そのため、導光板１８の前端面に配置した拡散シート２１で出射光を拡散させて照度ムラを低減させている。しかし、拡散シート２１で出射光を拡散させているので、光の利用効率が低下して原稿１３の光照射面が暗くなる不具合がある。
【０００８】
（特許文献２について）
特許文献２に開示された画像読取装置では、拡散シートを用いないで原稿の光照射面における照度の均一化を図っている。図３は特許文献２の画像読取装置に用いられている光照射装置１４Ｂの断面図である。この光照射装置１４Ｂは、ＬＥＤ１９、導光体２２及びミラー２３によって構成されている。導光体２２は、ほぼ水平に配置されており、ＬＥＤ１９と対向する面に入光面２２ａを備え、ＬＥＤ１９と反対側に第１出光面２２ｂと第２出光面２２ｃを備える。ＬＥＤ１９から出射した光Ｌは入光面２２ａから導光体２２内に入射し、導光体２２内の光Ｌの一部は第１出光面２２ｂから斜め上方へ向けて出射される。また、ミラー２３は第２出光面２２ｃに対向する位置に斜めに配置されており、導光体２２内の光Ｌの一部は第２出光面２２ｃからほぼ水平に出射されてミラー２３に入射し、ミラー２３で反射された光Ｌは斜め上方へ向けて出射される。したがって、原稿の光照射面には２方向から光Ｌが照射され、原稿の光照射面における照度ムラが小さくなる。
【０００９】
この画像読取装置では、導光体２２はほぼ水平に配置されているが、導光体２２は単純な板状ではない。すなわち、第１及び第２出光面２２ｂ、２２ｃ側における導光体２２の厚みは、入光面２２ａ側における厚みに比べてかなり厚くなっており、しかも、第１出光面２２ｂの近傍は導光体２２から上方へ飛び出ている。このため導光体２２の厚みがかなり厚いものとなり、画像読取装置の薄型化を十分に行えない。また、画像読取装置内のデッドスペースも大きくなる。
【００１０】
また、特許文献２の画像読取装置では、第２出光面２２ｃから出射する光は放射状に出射するので、原稿の光照射面に達するときにはかなり広がっている。そのため、第２出光面２２ｃから出射する光の利用効率が悪く、原稿の照度が低くなる。
【００１１】
（特許文献３について）
図４は、特許文献３に開示された画像読取装置を示す側面図である。この画像読取装置では、ガラス板１２の下面側の禁止スペース（Ｓｂ）を隔てた位置に光照射装置１４Ｃを設けている。この光照射装置１４Ｃでも、導光板１８は斜め姿勢で固定台１７に取り付けられている。導光板１８の前方にはミラー２３が位置している。そして、導光板１８の前端面の上半部から斜め上方へ出射した光Ｌは、そのまま原稿１３に照射される。一方、導光板１８の前端面の下半部から出射した光Ｌは、ミラー２３で斜め上方へ反射され、反対側から原稿１３に照射される。
【００１２】
この特許文献３の画像読取装置では、導光板１８が斜めに配置されているので、特許文献１の光照射装置１４Ａと同様に、光照射装置１４Ｃの高さが高くなる。そのため、画像読取装置の高さを小さくすることができず、画像読取装置の薄型化が困難である。また、画像読取装置内のデッドスペースが大きくなる。
【００１３】
また、導光板１８の前端面の上半分から出射される光Ｌも、前端面の下半部から出射してミラー２３で反射される光Ｌも、いずれも放射状に出射しているので、原稿を照射するときにはかなり広がっている。そのため、導光板１８から出射する光の利用効率が悪く、原稿の照度が低くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００８−１８０８４１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２６１７９号公報
【特許文献３】特開２０１０−１３００５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、光照射装置の高さを低くして画像読取装置の薄型化を図ることができ、また光照射面の照度ムラを小さくすることのできる光照射装置や画像読取装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る光照射装置は、光源と、前記光源から発した光を一方端部から取り込んで導光させる導光板と、前記導光板の主面に設けた複数個の偏向パターンからなり、前記導光板内を導光する光の一部を全反射させて前記導光板の一方の主面から出射させる第１の光反射手段と、前記導光板内の前記第１の光反射手段が設けられた領域を通過した光を、前記第１の光反射手段で全反射された光と同じ主面側へ向けて反射させる第２の光反射手段とを備え、前記第１の光反射手段で全反射され前記導光板の主面から出射された光が、当該主面に垂直な方向から前記第２の光反射手段側へ傾いた方向に向けて出射され、前記第２の光反射手段で反射された光が、前記導光板の主面に垂直な方向から前記第１の光反射手段側へ傾いた方向に向けて出射されるように構成されていることを特徴としている。
【００１７】
本発明の光照射装置にあっては、２方向から対象物に光を照射することができるので、対象物の照度ムラを小さくできる。また、本発明の光照射装置にあっては、第１の光反射手段で光を全反射させることによって光を斜め方向へ出射させ、第２の光反射手段で光を反射させることによって光を斜め方向へ出射させているので、導光板を斜め姿勢で設置する必要がなく、光照射装置の高さを小さくできる。また、第１の光反射手段は複数個の偏向パターンによって構成されているので、第１の光反射手段によって導光板から出射される光の制御性が高くなり、ほぼ平行な光を出射させたり、集光させたりすることによって、対象物の照度を高くできる。
【００１８】
本発明のある実施態様に係る光照射装置における前記第２の光反射手段は、前記導光板の他方端部に位置する端面に対向させて斜めに配置されたミラーであってもよい。かかる実施態様によれば、導光板の端面から出射した光をミラーで反射させることにより反射光を斜め上方へ向けて出射させることができる。
【００１９】
本発明の別な実施態様に係る光照射装置における前記第２の光反射手段は、前記導光板の他方端部に位置する端面に対向させて当該端面と平行に配置されたミラーと、前記導光板の主面に設けられていて前記ミラーで反射して前記導光板内へ戻った光を全反射させて前記導光板の主面から出射させる複数個の反射用パターンとから構成されていてもよい。かかる実施態様によれば、ミラーで反射した光を導光板へ戻して反射用パターンで全反射させて導光板から斜め上方へ出射させているので、第２の光反射手段によって導光板から出射される光の制御性が高くなり、ほぼ平行な光を出射させたり、集光させたりすることによって、対象物の照度を高くできる。
【００２０】
また、この実施形態は、後述のように光源側から導光されてきた光を反射用パターンで全反射させて導光板から斜めに出射させる実施形態と組み合わせることも可能である。その場合には、反射用パターンで全反射されることなく導光板の端面から漏れた光を、ミラーで反射させて導光板内へ再入射させることができる。そして、再入射した光を再び反射用パターンで全反射させて導光板から出射させることができる。そのため、光の利用効率がより一層向上する。
【００２１】
この実施形態の場合には、前記反射用パターンにおいて前記ミラーで反射して戻ってきた光を全反射させるための傾斜面の傾斜角を４０°以下にすることが望ましい。反射用パターンの当該傾斜面（実施形態における第２平面）の傾斜角を４０°以下にすれば、第２の光反射手段によって導光板から出射される光の方向を第１の光反射手段側へ傾けることができるからである。
【００２２】
本発明のミラーを用いた実施態様においては、前記導光板の厚みをｔ、前記導光板の屈折率をｎ、前記導光板の他方端部に位置する端面から前記ミラーの上下両端へ延ばした両線分どうしのなす角度を２φとしたとき、前記導光板において前記偏向パターンを形成された領域の、前記導光板端面に垂直な方向に沿った長さＰが、
Ｐ≧３ｔ／（２tanγ）
ただし、γ＝arcsin(sinφ／ｎ)
という条件を満たしていることが望ましい。かかる実施態様によれば、導光板の端面からミラー外へ出射されて損失となる光量を少なくでき、光の利用効率を高めることができる。
【００２３】
本発明のさらに別な実施態様に係る光照射装置における前記第２の光反射手段は、前記導光板の主面に設けられていて前記導光板内の光を全反射させて前記導光板の主面から出射させる複数個の反射用パターンからなることを特徴としている。かかる実施態様によれば、第１の光反射手段の領域を通過して光源側から導光してきた光を反射用パターンで全反射させることにより導光板から斜め方向へ出射させることができる。しかも、第２の光反射手段は複数個の反射用パターンで構成されているので、第２の光反射手段によって導光板から出射される光の制御性が高くなり、ほぼ平行な光を出射させたり、集光させたりすることによって、対象物の照度を高くできる。
【００２４】
この実施態様の場合には、前記偏向パターンにおいて光を全反射させるための傾斜面の傾斜角が４０°以下とし、前記反射用パターンにおいて光を全反射させるための傾斜面の傾斜角が４５°以上とすることが望ましい。偏向パターンの当該傾斜面の傾斜角を４０°以下にすれば、第１の光反射手段によって導光板から出射される光の方向を第２の光反射手段側へ傾けることができるからである。また、反射用パターンの当該傾斜面（実施形態の第１平面）の傾斜角を４５°以上にすれば、第２の光反射手段によって導光板から出射される光の方向を第１の光反射手段側へ傾けることができるからである。
【００２５】
本発明に係る画像読取装置は、読取対象物に光を照射させるための、本発明に係る光照射装置と、前記読取対象物の像を読み取る撮像素子と、前記読取対象物で反射した反射光を前記撮像素子に結像させるための結像光学系とを備え、前記読取対象物により反射され前記第１の光反射手段と前記第２の光反射手段の間を通って前記撮像素子に入射する光が、前記第１の光反射手段と前記第２光反射手段との間で遮光されないように構成されていることを特徴としている。
【００２６】
本発明の画像読取装置は、本発明の光照射装置を用いているので、画像読取装置の高さを低くして画像読取装置をコンパクト化できる。また、読取対象物に照射される光の照度を高くできるとともに照度ムラを小さくできる。
【００２７】
本発明のある実施態様に係る画像読取装置は、前記導光板が、前記読取対象物と平行に配置されていることを特徴としている。かかる実施態様では、導光板を水平に配置しているので、光照射装置の高さを非常に小さくして薄型化することができ、画像読取装置の組込スペースの高さを非常に小さくできる。
【００２８】
本発明のさらに別な実施態様に係る画像読取装置は、前記導光板と前記第２の光反射手段が、前記光路内に入り込まないように配置されていることを特徴としている。かかる実施態様によれば、読取対象物で反射されて撮像素子に入射する光が導光板や第２の光反射手段によって遮光されることがないので、結像素子における読み取り精度が低下しにくくなる。
【００２９】
本発明のさらに別な実施態様に係る画像読取装置は、前記導光板が、前記読取対象物により反射され前記撮像素子に入射する光の光路を横断するように配置され、前記導光板のうち前記光路が通過する領域が、透明かつ平滑に形成されていることを特徴としている。かかる実施態様では、導光板が撮像素子に入射する光の光路を横断しているが、横断している領域では、導光板が透明かつ平滑に形成されているので、撮像素子に入射する光が導光板によって遮光されにくく、結像素子における読み取り精度が低下しにくい。
【００３０】
本発明のさらに別な実施態様に係る画像読取装置においては、前記光照射装置が前記読取対象物と平行な方向に移動可能であり、前記結像光学系と前記撮像素子が固定されており、前記光照射装置が移動しても前記光照射装置と前記結像装置との間の光路長が一定となるように調整する光路調整装置を備えていることを特徴としている。かかる実施態様は光路調整装置を備えているので、光照射装置が走査されても読取対象物の光照射位置と撮像装置との間の光路長を一定に保つことができる。したがって、結像光学系や撮像素子を固定させることができ、画像読取装置の構造を簡略にすることができる。
【００３１】
また、本発明の画像読取装置は、スキャナや複写装置に用いてスキャナや複写装置の小型化や読み取り精度の向上に寄与することができる。
【００３２】
なお、本発明における前記課題を解決するための手段は、以上説明した構成要素を適宜組み合せた特徴を有するものであり、本発明はかかる構成要素の組合せによる多くのバリエーションを可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、スキャナなどに用いられている画像読取装置の基本的構成を示す図である。
【図２】図２（Ａ）は、特許文献１に開示された画像読取装置に用いられている光照射装置の側面図である。図２（Ｂ）は、特許文献１に開示された画像読取装置の構成を示す概略図である。
【図３】図３は、特許文献２に開示された画像読取装置に用いられている光照射装置の断面図である。
【図４】図４は、特許文献３に開示された画像読取装置の側面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態１による画像読取装置の概略図である。
【図６】図６（Ａ）は、同上の画像読取装置に用いられている光源及び導光板の断面図である。図６（Ｂ）は、当該光源及び当該導光板を下面側から見た図である。
【図７】図７は、実施形態１における光照射装置の具体例を示す斜視図である。
【図８】図８は、上記光照射装置の具体例の平面図である。
【図９】図９は、上記光照射装置の具体例の断面図である。
【図１０】図１０は、導光板の光出射面から出射された光と導光板の出射端面から出てミラーで反射された光のうち一方だけを照射した場合と、両方の光を同時に照射した場合との、原稿の下面における明るさの分布をシミュレーションした結果を表した図である。
【図１１】図１１（Ａ）は、導光板の概略断面図である。図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）のＪ部を拡大した図である。
【図１２】図１２は、偏向パターンの第１平面の傾斜角度と、導光板の光出射面から出射される光の指向角との関係を表した図である。
【図１３】図１３（Ａ）は、突出した偏向パターンを有する導光板の概略断面図である。図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）のＪ部を拡大した図である。
【図１４】図１４（Ａ）は、上面（光出射面）に偏向パターンを形成された導光板の概略断面図である。図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）のＪ部を拡大した図である。
【図１５】図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）及び図１５（Ｃ）は、偏向パターンの種々の異なる配置を示す概略図である。
【図１６】図１６は、パターンエリアの長さを定めるための方法を説明する図であって、導光板から出てミラーに入射する光を表している。
【図１７】図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）は、パターンエリアの長さを定めるための方法を説明する図であって、図１７（Ａ）は導光板内を導光する光を表し、図１７（Ｂ）は導光板の端面から出射する光を表している。
【図１８】図１８は、偏向パターンのない導光板と偏向パターンを有する導光板の各端面から出射する光の強度分布（指向特性）を示す図である。
【図１９】図１９は、パターンエリアの長さを変化させたとき、導光板の出射端面から出射する全光量のうち、どれだけの割合の光量がある±２０°の範囲内に出射されるかをシミュレーションした結果を示す図である。
【図２０】図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）及び図２０（Ｃ）は、パターンエリアのさまざまな配置を示す導光板の概略断面図である。
【図２１】図２１（Ａ）は、平面ミラーを用いた光照射装置を示す概略図である。図２１（Ｂ）は、凹面鏡状のミラーを用いた光照射装置を示す概略図である。
【図２２】図２２は、本発明の実施形態２による画像読取装置の概略図である。
【図２３】図２３は、本発明の実施形態３による画像読取装置に用いられる導光板の概略断面図である。
【図２４】図２４は、本発明の実施形態４による画像読取装置の概略図である。
【図２５】図２５（Ａ）は、実施形態４における光源に近い側に位置する偏向パターンの作用説明図である。図２５（Ｂ）は、光源から遠い側に位置する反射用パターンの作用説明図である。
【図２６】図２６は、本発明の実施形態５による画像読取装置の概略図である。
【図２７】図２７（Ａ）は、実施形態５における反射用パターンの作用説明図である。図２７（Ｂ）は、突出形状の反射用パターンを示す図である。
【図２８】図２８は、本発明の実施形態６による画像読取装置の概略図である。
【図２９】図２９は、本発明の実施形態７によるスキャナの概略ブロック図である。
【図３０】図３０は、本発明の実施形態８による複写装置の概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々設計変更することができる。
【００３５】
〔第１の実施形態〕
（画像読取装置の構造）
以下、図５及び図６を参照して本発明の実施形態１による画像読取装置３１の基本的な構造を説明する。図５は、画像読取装置３１の概略図である。図６（Ａ）は、画像読取装置３１に用いられている光源３７と導光板３８の断面図、図６（Ｂ）は、光源３７と導光板３８を下面側から見た図である。
【００３６】
画像読取装置３１は、原稿３３を置くための透明なガラス板３２（原稿置台）の下方に配置されている。画像読取装置３１は、光照射装置３４、結像光学系３５および撮像素子３６からなる。撮像素子３６は、原稿３３の画像を電気信号又は画像情報に変換するものであって、ＣＣＤ素子、ＣＩＳ素子又はＣＭＯＳ素子などからなる。結像光学系３５は、原稿３３の一部の縮小画像を撮像素子３６に結像させるための光学系であって、１枚又は複数枚のレンズや絞りなどによって構成されている。光照射装置３４は、原稿３３の一部に光を出射して照明する。
【００３７】
光照射装置３４は、光源３７、導光板３８及びミラー４２によって構成される。光源３７は、樹脂パッケージ内に白色ＬＥＤを封止したものである。導光板３８は、ポリカーボネイト樹脂（ＰＣ）やポリメチルメタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）などの屈折率の高い透明樹脂によってほぼ均一な厚みの板状に成形されている。導光板３８は、水平に設置されており（つまり、ガラス板３２と平行に設置されている。）、一方端面が入射端面４０ａとなり、他方端面が出射端面４０ｂとなり、上面が光出射面４０ｃとなる。図６（Ｂ）に示すように、導光板３８の入射端面４０ａと対向する位置には、入射端面４０ａに沿って複数個の光源３７が一列に配列している。また、導光板３８の下面（光出射面４０ｃと反対面）には、断面が三角形のプリズム状をした複数本の偏向パターン３９が凹設されている。各偏向パターン３９は、導光板３８の幅方向（あるいは、光源３７の配列方向）に延びており、導光板３８の幅方向に沿って均一な断面を有している。出射端面４０ｂに垂直な方向には、ミラー４２が配置されている。ミラー４２は、境界部分で窪むように角度を異ならせて２枚の反射板４３ａ、４３ｂを組み合わせたものである。このミラー４２は、下方が出射端面４０ｂに近くなり、上方が出射端面４０ｂから遠くなるように傾けて配置される。
【００３８】
しかして、この光照射装置３４においては、光源３７から出射した光Ｌは、図５及び図６（Ａ）に表したような挙動を示す。すなわち、光源３７から出射した光Ｌは、入射端面４０ａから導光板３８内に入射し、導光板３８の上面と下面で全反射を繰り返しながら出射端面４０ｂに向けて導光板３８内を進む。その途中で偏向パターン３９により入射した光Ｌuは、図６（Ａ）に示すように、偏向パターン３９で全反射され、光出射面４０ｃから斜め上方へ出射する。光出射面４０ｃから出射した光Ｌuは、原稿３３の光照射領域に斜め下方から照射する。一方、導光板３８内に入射した光のうち出射端面４０ｂに到達した光Ｌeは、出射端面４０ｂを透過してミラー４２に入射する。ミラー４２に入射した光Ｌeは、反射板４３ａ、４３ｂで反射されることによって集光され、光Ｌuと反対側において原稿３３の光照射領域に斜め下方から照射する。この結果、原稿３３の光照射面には２方向から光Ｌu、Ｌeが斜め照射されることになり、原稿３３の光照射面における明るさが均一化される。この効果については、後に測定データを示す。
【００３９】
さらに、原稿３３の光照射面で拡散反射された光のうち、下方（禁止スペースＳａ）へ反射された光は結像光学系３５を通過することによって撮像素子３６で結像され、原稿３３の一部が読み取られる。ここで、光照射装置３４は、図５の紙面に垂直な方向（画像読取装置３１の主走査方向；以下、幅方向という。）では、想定される原稿サイズに対して十分な長さを有しているが、長さ方向（画像読取装置３１の副走査方向）では原稿３３の長さに比べて短くなっている。そのため、画像読取装置３１は、その長さ方向に沿って一定速度で移動（走査）しながら原稿３３を読み取っていき、読み取った画像のデータがメモリに蓄積されることで原稿３３全体が読み取られる。
【００４０】
上記画像読取装置３１においては、禁止スペースＳａを通って結像光学系３５に入射する光が、撮像素子３６によって読み取られる。そのため、禁止スペースＳａを通る光が遮られると、撮像素子３６で読み取られる画像が欠けることになる。したがって、光照射装置３４は、禁止スペースＳａ内に入り込まないようにする必要がある。すなわち、導光板３８とミラー４２は、禁止スペースＳａ内に入り込まないように禁止スペースＳａから離しておくことが望ましい。しかし、導光板３８とミラー４２をあまり禁止スペースＳａから離しすぎると光照射装置３４の長さが長くなり、光照射装置３４のサイズが大きくなる。そのため、この実施形態では、出射端面４０ｂが禁止スペースＳａの縁に位置するように導光板３８を設置し、ミラー４２もその下端が禁止スペースＳａの縁に位置するように設置している。
【００４１】
なお、画像読取装置３１における禁止スペースＳａは、結像光学系３５や撮像素子３６の位置によって決まり、また禁止スペースＳａの長さＤは結像光学系３５におけるレンズや絞りの開口長さによって決まるものである。
【００４２】
また、画像読取装置３１とガラス板３２との間には、画像読取装置３１を移動（副走査）させるときに画像読取装置３１とガラス板１２との干渉を防止するための空間（禁止スペースＳｂ）をあけておく必要がある。したがって、画像読取装置３１は、ガラス板３２の下面から禁止スペースＳｂの高さＨ（数ｍｍ）だけ下げて配置されている。具体的には、ガラス板３２の下面から禁止スペースＳｂの高さＨだけ下がった位置に、ミラー４２の上端（また、後述の図７−図９のような光照射装置３４では、フレーム４４の上端）が位置するようにしている。
【００４３】
（光照射装置の詳細な構造）
つぎに、光照射装置３４のより具体的な構造の一例を図７−図９により説明する。図７は、光照射装置３４の斜視図であって、光照射装置３４を縦にして斜め下方から見た図である。図８は、光照射装置３４の平面図である。図９は、光照射装置３４の断面図である。
【００４４】
光照射装置３４は、金属製のフレーム４４の上に構成されている。フレーム本体４５はフレーム４４の主部を構成している。フレーム本体４５の長手方向に沿った一辺には、ミラー支持部４６が立ち上げられている。さらに、ミラー支持部４６の下部では、ミラー支持部４６の一部を切り起こすことによってミラー副支持部４６ａが形成されている。ミラー支持部４６の角度は反射板４３ａの設置角度と等しくなっており、ミラー支持部４６に反射板４３ａを固定することによって反射板４３ａを所望角度に設定することができる。ミラー副支持部４６ａの角度は反射板４３ｂの設置角度と等しくなっており、ミラー副支持部４６ａに反射板４３ｂを固定することによって反射板４３ｂを所望角度に設定することができる。フレーム本体４５の残り３辺は下方へ折り曲げてあり、これによってフレーム本体４５の強度を高めている。また、フレーム４４の両端には、光照射装置３４を副走査用の移動ステージに取り付けるための固定用片４７を設けている。
【００４５】
フレーム本体４５の上面には、複数個の光源３７を一定ピッチ毎に実装したプリント配線基板４９が固定されている。さらに、フレーム本体４５からは、プリント配線基板４９の孔を通して上方へ爪５２が突出しており、この爪５２に引っ掛けることによって導光板３８が位置決めされ、プリント配線基板４９の上面で固定されている。固定された導光板３８の入射端面４０ａは、各光源３７と対向している。プリント配線基板４９には、コネクタ５１によってフレキシブルプリント基板５０が接続されている。
【００４６】
導光板３８の出射端面４０ｂとミラー４２との間において、フレーム本体４５には禁止スペースＳａと一致させるための開口４８があけられている。
【００４７】
このような構造の光照射装置３４を用いれば、光源３７と導光板３８とミラー４２との位置関係を正確に定めることができ、また光照射装置３４の移動ステージへの組込みも一括して簡単に行うことができる。
【００４８】
（作用効果）
本実施形態の画像読取装置３１によれば、偏向パターン３９で反射して光出射面４０ｃから出射した光Ｌuと、出射端面４０ｂから出射してミラー４２で反射した光Ｌeとを、原稿３３の光照射面に対して異なる方向から斜め照射することができる。よって、原稿３３の光照射面の明るさを均一化することができる。また、光を斜め照射しているので、原稿３３の光照射面で正反射した光が撮像素子３６に入射するのを防ぐことができる。
【００４９】
図１０は、光Ｌu、Ｌeのうち一方だけを照射したときと、両方を同時に照射したときの、原稿３３の下面における明るさの分布をシミュレーションにより求めた結果を表す。このシミュレーションに用いたモデルでは、厚み０.５ｍｍ、長さ１１ｍｍのポリカーボネイト樹脂製の導光板３８を用いた。導光板３８の下面に凹設された偏向パターン３９は、断面形状が直角三角形で傾斜面（後述の第１平面３９ａ）の傾斜角が３０°のものであり、導光板３８の幅方向に沿って均一な断面で端から端まで延びている。導光板３８下面の偏向パターン３９が設けられている領域（以下、パターンエリアという。）の長さは約４ｍｍとし、パターンエリアにおける偏向パターン３９のパターン占有面積割合（パターン密度）は５０％とした。図１０において、横軸は禁止スペースＳａの中心から測った長さ方向（副走査方向）における距離Ｘ、縦軸は原稿３３の下面の明るさである。また、図１０に示すＤは、禁止スペースＳａの長さ（約３ｍｍ）であって、画像読取領域に対応している。
【００５０】
このようなモデルを用いて、偏向パターン３９で反射して光出射面４０ｃから出射した光Ｌuだけを原稿３３に照射したときの明るさの分布を、図１０において破線（導光板側）で示す。また、出射端面４０ｂから出射してミラー４２で反射した光Ｌeだけを原稿３３に照射したときの明るさの分布を、図１０において細実線（ミラー側）で示す。また、同時に両方の光Ｌu、Ｌeを照射したときの明るさの分布を、図１０において太実線（合計）で示す。導光板側の光Ｌuだけを照射した場合には、破線のように領域Ｄ内でミラー側の明るさが低下する。また、ミラー側の光Ｌeだけを照射した場合には、細実線のように領域Ｄ内で導光板側の明るさが低下する。これに対し、両方の光Ｌu、Ｌeを同時に照射した場合には、２つの明るさが足し合わされるので、太実線のように領域Ｄ内における明るさの分布がほぼ均一になる。この結果、画像読取装置３１によれば、撮像素子３６によって読み取られる画像の照度ムラが低減されることになる。なお、偏向パターン３９のパターン密度を調整すれば、導光板側からの光Ｌuの量とミラー側からの光Ｌeの量を調整することができるので、パターン密度を調整することで原稿の読取領域における明るさをさらに均一にすることができる。
【００５１】
つぎに、本実施形態の画像読取装置３１によれば、光の利用効率を高めることができるので、同じ明るさの光源を用いた場合であれば、原稿の光照射領域の照度を高くできる。この理由は、以下のとおりである。まず、導光板側から出射される光Ｌuについていえば、偏向パターン３９で全反射されることによって光出射面４０ｃに対して全反射の臨界角よりも小さな入射角で入射した光だけが光出射面４０ｃから出射される。そのため光出射面４０ｃから出射する光Ｌuの指向性が狭く、原稿３３に照射されるまでに広がりにくい。また、ミラー側の光Ｌeについては、反射板４３ａで反射される光と反射板４３ｂで反射される光とが一部重なりあって原稿３３に照射されるので、ミラー側の光Ｌeも広がりにくい。よって、原稿３３の読取領域外を照射する光が少なくなり、光の利用効率が向上して読取領域の照度が高くなる。
【００５２】
つぎに、本実施形態の画像読取装置３１によれば、画像読取装置３１や光照射装置３４の小型化、特に薄型化を図ることことができる。すなわち、本実施形態の画像読取装置３１では、板状をした導光板３８を水平に配置しているので、光照射装置３４の高さを小さくして光照射装置３４を小型化できる。その結果、画像読取装置３１も高さが小さくなってコンパクト化される。
【００５３】
（偏向パターンについて）
つぎに、導光板３８に設けた偏向パターン３９の断面形状について説明する。図１１（Ａ）は導光板の断面図であり、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）のＪ部拡大図である。偏向パターン３９は、２つの平面によって構成された凹部である。導光板３８の裏面に設けられた偏向パターン３９では、２つの平面のうち光源３７に近い側の平面（傾斜面）が、光源３７側からの光を全反射させて光出射面４０ｃから出射させるための第１平面３９ａとなっている。この第１平面３９ａの傾斜角α（導光板３８の下面から測った角度）は、４０°以下であることが望ましい。
【００５４】
第１平面３９ａの傾斜角αが４０°以下であることが望ましい理由は、図１２に示すシミュレーション結果に基づく。図１２は、導光板材料としてポリカーボネイト樹脂（ＰＣ）を用いた場合とポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）を用いた場合における、第１平面３９ａの傾斜角度αと指向角θとの関係を表している。ここで指向角θとは、図１１（Ａ）に示すように、導光板３８の光出射面４０ｃから出射する光Ｌの強度のピーク方向が光出射面４０ｃに立てた法線Ｎとなす角度をいう。指向角θは、光強度のピーク方向が光源３７から遠くなる方向へ傾いている場合に正値となり、光源３７に近づく方向へ傾いている場合に負値となる。光出射面４０ｃから出射する光（Ｌu）は、垂直出射でなく、ミラー側へ傾いて斜め出射しなければならないので、指向角θはゼロよりも大きな正値でなければならない。よって、図１２によれば、第１平面３９ａの傾斜角度αは４０°以下であることが望ましい。
【００５５】
第１平面３９ａよりも光源３７から遠い側で第１平面３９ａと連続している第２平面３９ｂの傾斜角度β（導光板３８の下面から測った角度）は、１個の偏向パターン３９の占有面積を小さくして一定のパターンエリア内でのパターン数を増やすためには９０°に近い角度が望ましい。しかし、偏向パターン３９の加工のしやすさ、たとえば偏向パターン３９を成形するための金型からの離型性を考えれば、この傾斜角度βは９０°よりもある程度大きいことが望ましく、たとえば傾斜角αと同じ大きさであってもよい。また、偏向パターン３９の先端（両平面３９ａ、３９ｂの境界）は、角張っている必要はなく、丸味を帯びていてもよい。
【００５６】
図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、偏向パターン３９の異なる形態を表す。偏向パターン３９は、導光板３８の下面に突出していてもよい。この偏向パターン３９も２つの平面によって構成されていて断面三角形状をしているが、光源側からの光を全反射させて光出射面４０ｃから出射させるための第１平面３９ａは、第２平面３９ｂよりも光源３７から遠い側に位置している。第１平面３９ａの傾斜角αや第２平面３９ｂの傾斜角βは、図１１の偏向パターン３９の場合と同様な範囲にあればよい。
【００５７】
図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）は、偏向パターン３９のさらに異なる形態を表す。偏向パターン３９は、導光板３８の上面（光出射面４０ｃ）に凹設又は突設されていてもよい。導光板３８の上面に設けられた偏向パターン３９の場合には、偏向パターン３９の第１平面３９ｃに入射した光は、第１平面３９ｃを透過するとともに、第１平面３９ｃを透過するときに屈折し、光出射面４０ｃから斜め上方へ向けて出射される。
【００５８】
偏向パターン３９は、上記のように導光板３８の下面に凹設又は突設されていてもよく、導光板３８の上面に凹設又は突設されていてもよいが、以下においては、偏向パターン３９は導光板３８の下面に凹設されているものとして説明する。
【００５９】
また、偏向パターン３９は、図１５（Ａ）に示すように、導光板３８の幅に比べて短い偏向パターン３９を格子状に並べてもよい。偏向パターン３９は、図１５（Ｂ）に示すように、導光板３８の幅に比べて短い偏向パターン３９を千鳥状に配置してもよい。偏向パターン３９は、図１５（Ｃ）に示すように、ランダムに配置されていてもよい。
【００６０】
偏向パターン３９のパターン密度は５０％程度が好ましいが、偏向パターン３９からの光Ｌuとミラー４２からの光Ｌeとの光量のバランスなどを考慮して適宜定めるのであれば、この値に限るものではない。
【００６１】
（パターンエリアについて）
偏向パターン３９を設けるためのパターンエリアについて説明する。図１６−図２０は、パターンエリアを説明するための図である。図１６に破線矢印で示す光Ｌbのように、導光板３８の出射端面４０ｂから出射した光のうちミラー４２に入射しない光はロスとなる。したがって、このようなロス光Ｌbはできるだけ少なくする必要がある。
【００６２】
いま、ミラー４２は出射端面４０ｂの真っ直ぐ前方に配置されていて、−φよりも下方へ出射する光はほぼミラー４２から外れ、＋φよりも上方へ出射する光もほぼミラー４２から外れ、出射端面４０ｂからの出射角が−φと＋φの間の光がほぼミラー４２に入射するものとする。なお、出射端面４０ｂから出射される光の出射角は、出射端面４０ｂに垂直な方向を０°とし、上方へ傾いた出射角を正値、下方へ傾いた出射角を負値とする。したがって、出射端面４０ｂからは出射角が＋φ以上の光や、−φ以下の光は出射されないことが望ましい。この出射角φ（≧０）は、ミラー４２と導光板３８の端面位置との関係から決定される。たとえば、出射端面４０ｂとミラー４２との水平距離をＫ、ミラー４２の高さをＧとすれば、図１６から分かるように、
tanφ≒Ｇ／２Ｋ
という関係式で表される。
【００６３】
図１７（Ｂ）に示すように出射端面４０ｂから出射角φで出射される光が出射端面４０ｂに入射するときの入射角γは、導光板３８の屈折率をｎとすれば、スネルの法則より、
γ＝arcsin(sinφ／ｎ)
で表される。出射端面４０ｂから出射角が＋φよりも大きな光や−φよりも小さな光を出射させないためには、＋γよりも大きな入射角や−γよりも小さな入射角で光が出射端面４０ｂに入射しなければよい。それには、出射端面４０ｂに垂直な方向に対してγよりも大きな角度で導光する光を偏向パターン３９で全反射させて光出射面４０ｃから出射させればよい。
【００６４】
出射端面４０ｂに垂直な方向に対してγよりも大きな角度で導光する光を偏向パターン３９で全反射させてできるだけ少なくし、γよりも小さな角度で導光する光を光出射面４０ｃに到達させるためには、図１７（Ａ）から分かるように、導光板３８の厚みをｔとしたとき、入射端面４０ａから測って３ｔ／（２tanγ）までの領域に偏向パターン３９があればよい。すなわち、偏向パターン３９を設けるパターンエリアを入射端面４０ａから始めて、パターンエリアの長さＰを
Ｐ ≧ ３ｔ／（２tanγ）
とすればよい。
【００６５】
たとえば、φ＝２０°、導光板３８の厚みｔ＝０.５ｍｍで、導光板材料がポリカーボネイト樹脂（屈折率ｎ＝１.５９）である場合には、γ＝１２.４°となるので、パターンエリアの最短長さは３.４ｍｍとなる。よって、パターンエリアの長さＰは３.４ｍｍ以上にすればよい。
【００６６】
図１８は、偏向パターン３９によって出射端面４０ｂから出射される光の指向性広がりがどの程度変化するかを検証した際のシミュレーションである。図１８の横軸は出射端面４０ｂから出射される光の、出射端面４０ｂに垂直な方向から測った出射角度（上方へ傾いた光の出射角度を正値、下方へ傾いた光の出射角度を負値としている。）を示し、縦軸は各出射角度における光の強度を表している。このシミュレーションに用いたモデルは、長さが１１ｍｍ、厚みが０.５ｍｍ、屈折率が１.５９の導光板を用い、導光板３８の下面に長さが４ｍｍのパターンエリアを設定し、当該エリア内に傾斜角３０°の第１平面３９ａを有する断面直角三角形状の偏向パターン３９を多数配置したものである。図１８の細実線で表した光強度曲線は、導光板３８に偏向パターン３９を設けていない場合であって、出射光の光強度はかなりの広がりを有している。また、太実線で表した光強度曲線は、導光板３８の下面に長さＰ＝４ｍｍのパターンエリアを設けた場合である。このパターンエリア内に偏向パターン３９を設けた場合には、偏向パターンがない場合に比べて、＋２０°よりも出射角の大きな領域と−２０°よりも出射角の小さな領域の光が大きく減少していて、出射光の光強度はかなり狭い範囲に限定されていることが分かる。この傾向は、導光板の屈折率が変わっても同様である。
【００６７】
図１９は、パターンエリアの長さＰが変化したとき、出射端面４０ｂから出射する全光量のうち、どれだけの割合の光量がある一定の範囲内に出射されるかをシミュレーションしたものである。図１９の横軸はパターンエリアの長さＰを表し、縦軸は出射端面４０ｂから出射する全光量に対する、±２０°以内の範囲（上方へ２０°の方向と下方へ２０°の方向との間）へ出射される光量の割合を表している。ただし、縦軸はパターンエリアの長さＰがゼロの場合（つまり、偏向パターン３９が存在しない場合）に１となるように規格化している。このシミュレーションに用いたモデルは、長さが１１ｍｍ、厚みが０.５ｍｍ、屈折率が１.５９の導光板を用い、導光板下面のパターンエリア内に傾斜角３０°の第１平面を有する断面直角三角形状の偏向パターン３９を多数配置したものである。図１９からは、パターンエリアの長さＰが長くなるに従って、出射端面４０ｂから±２０°以内の範囲に出射する光の割合が増加して効率がよくなることが分かる（ただし、出射端面４０ｂから出射する全光量は、パターンエリアの長さＰが長くなるに従って減少する）。特に、パターンエリアの長さＰが３.４ｍｍの場合には、±２０°以内の範囲に出射する光量は偏向パターンがない場合の１.７倍になっている。このような傾向は、±２０°以外の範囲であっても同様である。また、この傾向は、導光板の屈折率が変わっても、パターンエリアがどの位置にあっても、同様である。
【００６８】
また、これまでは入射端面４０ａから長さＰまでの範囲をパターンエリアとした（図１７）が、図２０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に例示するように、パターンエリアの長さＰをそのままにしてパターンエリアを任意の位置に変更してもよい。パターンエリアの長さＰが同じであれば、パターンエリアがどの位置から始まっていても、出射端面４０ｂから出射する光をある範囲内に集める効果に変わりはないからである。
【００６９】
（異なるミラー形状）
図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）は異なるミラー形状を示す図である。ミラー４２は、図２１（Ａ）に示すように、１枚の平面ミラーを用いてもよい。１枚の平面ミラーを用いることで、ミラー４２のコストを低減できる。また、ミラー４２は、図２１（Ｂ）に示すように、凹面鏡状のミラーを用いてもよい。凹面鏡状のミラーを用いれば、原稿に照射する光を集光させて照度を高くすることができる。
【００７０】
〔第２の実施形態〕
図２２は本発明の実施形態２による画像読取装置６１の概略図である。この画像読取装置６１は、実施形態１の画像読取装置３１とは導光板３８の構造が異なっている。他の部分は、実施形態１と同様であるので、説明は省略する。
【００７１】
この画像読取装置６１に用いられている導光板３８は、禁止スペースＳａを横断するようにして水平に配置されている。偏向パターン３９は、導光板３８のうち原稿３３で反射して撮像素子３６に入射する光の光路（禁止スペースＳａ）が通過する領域よりも光源３７に近い側に設けられている。導光板３８のうち原稿３３で反射して撮像素子３６に入射する光の光路が通過する領域は、上面及び下面が平滑に形成されており、かつ、上面と下面とが平行に形成されている（また、当然ながら透明となっている）。したがって、導光板３８が当該光路を横断していても、原稿３３で反射されて撮像素子３６に入射する光が導光板３８で遮られることがなく、画像の読み取り性能が低下しにくい。
【００７２】
導光板３８の出射端面４０ｂは、禁止スペースＳａを越えた位置でミラー４２に対向している。このような配置によれば、ミラー４２を出射端面４０ｂに接近させることができるので、ミラー４２の高さを小さくすることができる。この結果、光照射装置３４の高さをより小さくでき、画像読取装置６１をコンパクト化できる。
【００７３】
〔第３の実施形態〕
図２３は、本発明の実施形態３の画像読取装置に用いられている導光板３８の形状を示す概略断面図である。この導光板３８では、光源３７に近い側の偏向パターン３９の第１平面３９ａの傾斜角よりも、光源３７から遠い側の偏向パターン３９の第１平面３９ａの傾斜角の方が大きくなるようにしている。すなわち、偏向パターン３９の第１平面３９ａの傾斜角を、光源３７に近い側から遠い側へ向けて次第に、あるいは区分的に次第に大きくなるように変化させている。このような実施形態によれば、光源３７に近い部分で光出射面４０ｃから出射する光よりも、光源３７から遠い部分で光出射面４０ｃから出射する光の方が光出射面４０ｃに垂直な方向に近づくので、光出射面４０ｃから出射される光Ｌuは集光して原稿３３に照射され、照度が高くなる。
【００７４】
〔第４の実施形態〕
図２４は本発明の実施形態４の画像読取装置６２を示す概略図である。この画像読取装置６２では、導光板３８は、禁止スペースＳａを横断するようにして水平に配置されている。偏向パターン３９は、導光板３８のうち原稿３３で反射して撮像素子３６に入射する光の光路（禁止スペースＳａ）が通過する領域よりも光源３７に近い側に設けられている。また、導光板３８のうち原稿３３で反射して撮像素子３６に入射する光の光路が通過する領域よりも光源３７から遠い側に複数個の反射用パターン６３が設けられている。
【００７５】
反射用パターン６３は、２つの平面によって構成されていて断面三角形状のプリズム状をしている。反射用パターン６３は、導光板３８の幅方向に沿って延びていて、均一な断面形状を有している。また、反射用パターン６３は導光板３８の長さ方向に沿って配列されている。偏向パターン３９も反射用パターン６３も禁止スペースＳａ内に入り込まないように設けられている。なお、反射用パターン６３は、導光板３８の下面に突出していてもよく、また導光板３８の上面に凹設又は突設されていてもよい。
【００７６】
偏向パターン３９は、図２５（Ａ）に示すように、光源側に位置する第１平面３９ａで光を全反射させて禁止スペースＳａの上方へ向けて斜めに光Ｌuを出射させるものであり、その傾斜角度αは４０°以下であることが望ましい。また、反射用パターン６３は、図２５（Ｂ）に示すように、光源側に位置する第１平面６３ａで光を全反射させて禁止スペースＳａの上方へ向けて斜めに光Ｌeを出射させるものである。すなわち、反射用パターン６３で全反射されて光出射面４０ｃから出射する光Ｌeの指向角θは負値にならなければならないので、図１２のシミュレーション結果を援用すれば、反射用パターン６３の第１平面６３ａの傾斜角度εは、４５°以上であることが望ましいことが分かる。
【００７７】
この実施形態では、原稿３３で反射して撮像素子３６に入射する光の光路は、偏向パターン３９の設けられている領域と反射用パターン６３の設けられている領域との中間で導光板３８を通過しており、導光板３８の当該光路が通過する領域は、上面及び下面が平滑に形成されており、かつ、上面と下面とが平行に形成されている。したがって、導光板３８が当該光路を横断していても、原稿３３で反射されて撮像素子３６に入射する光が導光板３８で遮られることがなく、画像の読み取り性能が低下しにくい。
【００７８】
この実施形態では、ミラーを用いていないので、光照射装置３４の高さをより一層小さくでき、画像読取装置６１をコンパクト化できる。また、ミラーを用いていないので、光照射装置３４のコストを安価にでき、ミラーの位置や角度を調整する必要がないので、組立も容易になる。
【００７９】
また、プリズム状をした反射用パターン６３で全反射させた光は、光出射面４０ｃに全反射の臨界角よりも小さな入射角で入射した光だけが光出射面４０ｃから出射されるので、出射光Ｌeは指向性が狭くなる。よって、出射光Ｌeの広がりを小さくして原稿３３の照度を高くできる。
【００８０】
〔第５の実施形態〕
図２６は、本発明の実施形態５による画像読取装置６４を示す概略図である。この画像読取装置６４は、実施形態４の画像読取装置６２を基礎として、さらに光利用効率の向上を図ったものである。この画像読取装置６４では、出射端面４０ｂと対向させて平行にミラー６５を配置し、光出射面４０ｃから漏れた光をミラー６５で反射させることによって光出射面４０ｃから導光板３８内へ再入射させている。図２７（Ａ）に示すように、再入射した光は、反射用パターン６３の第２平面６３ｂ、すなわち第１平面６３ａよりも光源３７から遠い側に位置している反射用パターン６３のもう一方の傾斜面に入射する。第２平面６３ｂで全反射された光Ｌeは、第１平面６３ａで全反射した光Ｌeとほぼ平行な方向へ出射される。
【００８１】
第１平面６３ａの傾斜角度εは４５°以上であったが、図１２を参照すれば、第２平面６３ｂの傾斜角度νは４０°以下であることが望ましい。また、第１平面６３ａと第２平面６３ｂはそれぞれの全反射光が平行に出射されるように各傾斜角度ε、νを決めることが望ましい。
【００８２】
この実施形態によれば、反射用パターン６３で全反射されることなく出射端面４０ｂに達し、出射端面４０ｂから外部へ漏れた光をミラー４２で反射させて導光板３８へ再入射させることができる。そして、この再入射した光を反射用パターン６３で全反射して出射させることができる。よって、光利用効率が高くなり、原稿３３の照度が高くなる。
【００８３】
なお、反射用パターン６３は、図２７（Ｂ）に示すように、プリズム状に突出していてもよい。この場合には、光源側からの光を全反射させる第１平面６３ａは光源から遠い側の傾斜面となり、戻ってきた光を全反射させる第２平面６３ｂは光源に近い側の傾斜面となる。
【００８４】
〔第６の実施形態〕
図２８は、本発明の実施形態６による画像読取装置を示す概略図である。この画像読取装置では、光照射装置３４は移動ステージ（図示せず）の上に固定されており、移動ステージによって水平方向に副走査される。結像光学系３５及び撮像素子３６は固定されている。光照射装置３４は、反射ミラー６９を備えており、原稿３３で反射した光は、反射ミラー６９で反射されることによって水平な光路に変換される。反射ミラー６９で反射された光は光路調整装置６６に入射し、光路調整装置６６内の２枚の反射ミラー６７、６８によって回帰反射される。そして、回帰反射した水平な光路の光は、結像光学系３５を通って撮像素子３６に入射する。光路調整装置６６は、水平に平行移動できるようになっており、その移動量は、光照射装置３４がどこにあっても原稿３３の光照射面から撮像素子３６までの光路長が一定となるように制御される。
【００８５】
このような画像読取装置によれば、結像光学系３５及び撮像素子３６を固定することができるので、画像読取装置の構造を簡単にすることができる。しかも、光照射装置３４が移動し、撮像素子３６が静止していても、光路調整装置６６により原稿３３の光照射面から撮像素子３６までの光路長が一定となるように調整されるので、原稿３３の全体が均一な精度で読み取られる。
【００８６】
〔第７の実施形態〕
図２９は、本発明に係る画像読取装置、たとえば実施形態６の画像読取装置を用いたスキャナ７１の概略ブロック図である。処理回路７２は、読取指示の命令を受け取ると、光照射装置３４を発光させて原稿３３に光を照射しながら、光照射装置３４を走査させる。このとき同時に、処理回路７２は光路調整装置６６の移動距離を制御する。また、撮像素子３６から出力された電気信号はシリアルデータとして処理回路７２へ送られ、所定の画像情報に変換されてメモリやハードディスクなどの記憶装置７３に一時保存される。記憶装置７３に保存された画像情報は要求に応じて出力部７４から外部のパソコンなどへ送信される。なお、記憶装置７３は、パソコン内の記憶装置あってもよい。
【００８７】
〔第８の実施形態〕
図３０は、本発明に係る画像読み取り装置８２を用いた複写装置８１の概略ブロック図である。処理回路８３は、スタート命令を受け取ると、画像読取装置８２を稼働させて原稿３３を読み取らせる。画像読取装置８２から出力された電気信号はシリアルデータとして処理回路８３へ送られ、所定の画像情報に変換されてメモリやハードディスクなどの記憶装置８４に一時保存される。ついで、記憶装置８４に保存された画像情報は、感光ドラムやトナー、給紙装置などを備えた印刷装置８５へ送られ、印刷装置８５から印刷物が出力される。
【符号の説明】
【００８８】
３１、６１、６２、６４      画像読取装置
３３      原稿
３４      光照射装置
３５      結像光学系
３６      撮像素子
３７      光源
３８      導光板
３９      偏向パターン
４２      ミラー
４３ａ      反射板
４３ｂ      反射板
６３      反射用パターン
６５      ミラー
６６      光路調整装置
７１      スキャナ
８１      複写装置
【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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【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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