(57)【要約】      （修正有）【課題】反射面の形状をシンプル、かつ面数を少なく構成して対向照明を実現することができ、かつ、原稿照明装置の厚みを薄くすることができ、副走査方向の照度分布の平坦性、および安全性にも優れたものとする。【解決手段】原稿の大きさに応じた長さと幅を有する原稿照明装置１００であって、原稿面への照明光となる光を出射する複数のＬＥＤ１０は原稿読取領域５の長さ方向に沿って配置され、集光作用を有する光学部材は第１反射面１と対向する第２反射面２と出射口に近い側に配置された第３反射面３から構成され、入射口と出射口とを有する反射光学系と、反射光学系と原稿読取領域５を挟んで出射口に対向する第４反射面４の対向照明光学系と、からなり、原稿読取領域５と直交する平面である副走査断面において、ＬＥＤ１０と第１反射面１の出射口端との距離より、第３反射面３との距離の方が長く、ＬＥＤ１０と原稿読取領域５の間に光拡散部材６を設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿面への照明光となる光を出射する複数の光源と、集光作用を有する光学部材と、を有し、原稿の大きさに応じた長さと該長さより短い幅を有する原稿読取領域を照射する原稿照明装置であって、
前記複数の光源は前記原稿読取領域の長さ方向に沿って配置され、
前記光学部材は、第１の反射平面と該第１の反射平面に対向する第２の反射平面および第３の反射平面から構成され前記光源からの光が入射する入射口と前記原稿読取領域へ向けて出射する出射口とを有する第１の反射部材と、該第１の反射部材と前記原稿読取領域を挟んで前記出射口に対向する第４の反射平面からなる第２の反射部材と、からなり、
前記第３の反射平面は前記第２の反射平面よりも出射口に近い側に配置され、
前記複数の光源のうちの１つを含み前記原稿読取領域と直交する平面である副走査断面において、前記光源から前記第１の反射平面の出射口端までの距離よりも、前記光源から前記第３の反射平面の出射口端までの距離の方が長く、
前記光源と前記原稿読取領域の間に光拡散部材が設けられていることを特徴とする原稿照明装置。
【請求項２】
前記第１の反射平面は、前記第２の反射平面および前記第３の反射平面よりも原稿面側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の原稿照明装置。
【請求項３】
前記第４の反射平面は、前記副走査断面において、前記光源の発光面に垂直な直線と交わる位置に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の原稿照明装置。
【請求項４】
前記第４の反射平面は、前記光源の発光面に垂直な直線が該第４の反射平面の中心よりも前記原稿面から遠い位置で交わる位置に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の原稿照明装置。
【請求項５】
前記第１の反射平面は、入射口側の面端よりも出射口側の面端の方が原稿面に近くなるように配置されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の原稿照明装置。
【請求項６】
前記第３の反射平面は、入射口側の面端よりも出射口側の面端の方が原稿面に近くなるように配置されていることを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載の原稿照明装置。
【請求項７】
前記第４の反射平面は、出射口側の面端よりも入射口側の面端の方が原稿面に近くなるように配置されていることを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載の原稿照明装置。
【請求項８】
前記第２の反射平面の前記第３の反射平面側の面端と、前記第３の反射平面の前記第２の反射平面側の面端とが、段差なく連続していることを特徴とする請求項１から７までのいずれかに記載の原稿照明装置。
【請求項９】
撮像素子と、原稿を配置する原稿台と、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の原稿照明装置と、該原稿照明装置で照明された原稿からの反射光を前記撮像素子上に結像する結像光学系と、を備え、
前記結像光学系は、第１の反射ミラーと、第２の反射ミラーと、第３の反射ミラーと、第１走行体と、第２走行体と、結像レンズとを有し、
前記第１走行体は、前記原稿照明装置と、前記第１の反射ミラーとを保持して走行し、
前記第２走行体は、前記第２の反射ミラーと、前記第３の反射ミラーとを保持して走行し、
前記第１走行体の走行速度Ｖ１と前記第２走行体の走行速度Ｖ２との速度比Ｖ１：Ｖ２は２：１であることを特徴とする画像読取装置。
【請求項１０】
撮像素子と、原稿を配置する原稿台と、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の原稿照明装置と、該原稿照明装置で照明された原稿からの反射光を前記撮像素子上に結像する結像光学系と、を備え、
前記結像光学系は、１以上の反射ミラーと、結像レンズとを有し、
前記撮像素子と、前記原稿照明装置と、前記１以上の反射ミラーと、前記結像レンズとが一体で走行され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、デジタル複写機やイメージスキャナ等の画像読取装置に使用され原画等の対象物を照明する原稿照明装置、及び該原稿照明装置を備えた画像読取装置に関し、デジタル複写機、ファクシミリ、プリンタ、及びこれらを組み合わせた複合機等に適用可能なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード（Light  Emitting  Diode：以下、ＬＥＤと称す）の開発が活発に行われている。ＬＥＤ素子の明るさは急激に高まっており、コストも低廉化してきている。ＬＥＤは、一般的に長寿命、高効率、高耐Ｇ性、単色発光などの利点を有しており、多くの照明分野への応用が期待されている。その用途の一つとして、デジタル複写機やイメージスキャナのような画像読み取り装置の原稿照明装置がある。さらに、白色発光型のＬＥＤ素子における発光スペクトルは可視域の波長帯をカバーしており、カラー画像読み取り装置の原稿照明装置にも使用することができる。
【０００３】
このため、白色ＬＥＤを用いた多種多様な原稿照明装置が提案されている。周知のとおり、白色ＬＥＤの発光面から放出する光束には拡散特性があるため、効率よく画像読取領域を照明するために、導光板や反射ミラーをうまく配置して、拡散した光束を適度に収束させる技術が開示されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、反射ミラーを用いて照明性能を改善する照明装置が開示されている。特許文献１に記載の照明装置では、ＬＥＤの発光面から発散した光束を原稿面に導くために複数の平面反射ミラーが用いられている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の照明装置では、ミラー面数が多く、各ミラーの設置角度が異なっているため製造、組付けコストが高くなるという問題がある。また、照明対象物を１方向からのみ照射する構成、すなわち、対向照明のための手段を有しない構成であるため、段差のある原稿を読み取る際に、段差部が影となって暗線を生じ易いという問題がある。なお、特許文献１の構成に対向照明を実現する手段を追加することは困難である。
【０００６】
また、ＬＥＤからの直接光がユーザの目に入ることは好ましくないが、特許文献１では光源からの光の出射方向に原稿面があり、ＬＥＤの発光面から放射される強い光が直接ユーザの目に入る危険性が高いという問題がある。さらに、照明系が原稿面に対して斜めに配置されているため、原稿面と垂直な方向の装置の厚さ（副走査方向断面の高さ）が厚くなり大型化してしまうという問題がある。また、特許文献１に基づき装置の小型化を試みると、光源から原稿面までの距離が短くなって、照度分布の平坦性が失われてしまうという問題がある。
【０００７】
また、これらに加えて、特許文献１で使用するＬＥＤは、発光面を包含する特殊な包含部材を設けた構造であり、かかるＬＥＤ構造では汎用的でコストが低いＬＥＤを使用することは難しいためコスト高の問題が生じるという問題がある。
【０００８】
上記、暗線を生じ易いという問題に対して、特許文献２には、対向配置された照明部材を用いて照明対象物を２方向から照射（以下、対向照射という）する画像読取装置が開示されている。かかる構成によれば、１方向からの照射のみでは暗線が生じてしまうような原稿の浮きがあっても、暗線の発生を抑制することができる。
【０００９】
しかしながら、特許文献２に記載の技術は、対向照明側にも光源が設ける必要があるため、装置構成が複雑になるという問題がある。また、特許文献１と同様に、光源は原稿面に対して斜めに配置されており、発光素子を並べる基板は、装置の副走査方向断面図において斜め下方に延在しているため、装置の厚みが厚くなるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上説明したように、従来、ＬＥＤの放射光を、反射面を用いて原稿を照明する装置は提案されているが、装置の反射面数が多く構成が複雑であり、装置を薄く構成することが難しかった。また、対向照射を簡素な構成で実現することができなかった。また、ＬＥＤから放射される強い光が装置ユーザに直接見えてしまうので安全性が低いという問題があった。
【００１１】
このため、上記の問題を解決し、かつ、平坦な照度分布を得ることができる原稿照明装置が望まれている。また、近年の画像読取装置の高速化、高画質化への要望が高まるに連れて、撮像素子の受光面における副走査方向の照度分布の平坦性に優れる構成が望まれている。この照度分布の平坦性に優れる構成が望まれる理由について以下に説明する。
【００１２】
原稿面上のＣＣＤ読取ライン幅は、主走査方向における原稿サイズに相当する。このＣＣＤ読取ラインの副走査方向の位置は、反射ミラーや結像レンズ等の光学部材調整時の誤差や、原稿を主走査方向先端から末端まで走査する際の各部材位置の変動などにより、基準の副走査位置からずれる可能性がある。通常は読み取り系の光軸中心に対して、０．２〜１．０ｍｍ程度副走査方向に移動する可能性がある。
【００１３】
このため照明光量の分布の平坦性が充分でないと、照明光量が不足した領域または過剰な領域の反射光を読み取ってしまい、画像欠陥（読み取り精度の悪化）が生じることとなる。したがって、このようなずれが発生した時でも照明光量の変化を抑制するためには、過不足がなく適切な照明光量をもった領域を副走査方向に数ｍｍ程度有する照度分布が得られる構成であることを要する。
【００１４】
特に、デジタル複写機やイメージスキャナの場合には受光部（原稿読取領域）の副走査方向の幅は、例えば０．１ｍｍ程度と狭いため、照度分布曲線の中心位置が原稿読取領域からずれると、大幅に原稿読取領域の照度が落ちてしまう。
【００１５】
このため、デジタル複写機やイメージスキャナにおいては、撮像素子の受光面における副走査方向の照度分布の平坦性に優れる、即ち、適切な光量が得られるような領域が副走査方向において幅広であり、照明の中心位置が原稿読取領域からずれても原稿読取領域の照度差を生じない原稿照明装置が求められることとなる。より具体的には、照度分布の最大値の近傍で、読み取りに必要な幅に、機構的な誤差等による変動幅を加えた幅以上の照度むらの少ない部分、即ち、照度の平坦部を有することが望まれる。
【００１６】
以上のように、ＬＥＤを用いた照明装置について、種々の提案はなされているものの、簡素な構成で対向照射を実現するとともに、装置の副走査方向の高さが薄く、かつ、副走査方向の原稿面照度分布に幅広な平坦領域を生成できる原稿照明装置は提供されていないのが現状である。
【００１７】
そこで本発明は、反射面の形状をシンプル、かつ面数を少なく構成して対向照明を実現することができ、かつ、原稿照明装置の厚みを薄くすることができ、副走査方向の照度分布の平坦性、および安全性にも優れた原稿照明装置及びそれを用いた画像読取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】
【００１８】
かかる目的を達成するため、請求項１に記載の原稿照明装置は、原稿面への照明光となる光を出射する複数の光源と、集光作用を有する光学部材と、を有し、原稿の大きさに応じた長さと該長さより短い幅を有する原稿読取領域を照射する原稿照明装置であって、複数の光源は原稿読取領域の長さ方向に沿って配置され、光学部材は、第１の反射平面と該第１の反射平面に対向する第２の反射平面および第３の反射平面から構成され光源からの光が入射する入射口と原稿読取領域へ向けて出射する出射口とを有する第１の反射部材と、該第１の反射部材と原稿読取領域を挟んで出射口に対向する第４の反射平面からなる第２の反射部材と、からなり、第３の反射平面は第２の反射平面よりも出射口に近い側に配置され、複数の光源のうちの１つを含み原稿読取領域と直交する平面である副走査断面において、光源から第１の反射平面の出射口端までの距離よりも、光源から第３の反射平面の出射口端までの距離の方が長く、光源と原稿読取領域の間に光拡散部材が設けられているものである。
【００１９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の原稿照明装置において、第１の反射平面は、第２の反射平面および第３の反射平面よりも原稿面側に配置されているものである。
【００２０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の原稿照明装置において、第４の反射平面は、副走査断面において、光源の発光面に垂直な直線と交わる位置に設けられているものである。
【００２１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の原稿照明装置において、第４の反射平面は、光源の発光面に垂直な直線が該第４の反射平面の中心よりも原稿面から遠い位置で交わる位置に設けられているものである。
【００２２】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１から４までのいずれかに記載の原稿照明装置において、第１の反射平面は、入射口側の面端よりも出射口側の面端の方が原稿面に近くなるように配置されているものである。
【００２３】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１から５までのいずれかに記載の原稿照明装置において、第３の反射平面は、入射口側の面端よりも出射口側の面端の方が原稿面に近くなるように配置されているものである。
【００２４】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１から６までのいずれかに記載の原稿照明装置において、第４の反射平面は、出射口側の面端よりも入射口側の面端の方が原稿面に近くなるように配置されているものである。
【００２５】
また、請求項８に記載の発明は、請求項１から７までのいずれかに記載の原稿照明装置において、第２の反射平面の第３の反射平面側の面端と、第３の反射平面の第２の反射平面側の面端とが、段差なく連続しているものである。
【００２６】
また、請求項９に記載の画像読取装置は、撮像素子と、原稿を配置する原稿台と、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の原稿照明装置と、該原稿照明装置で照明された原稿からの反射光を撮像素子上に結像する結像光学系と、を備え、結像光学系は、第１の反射ミラーと、第２の反射ミラーと、第３の反射ミラーと、第１走行体と、第２走行体と、結像レンズとを有し、第１走行体は、原稿照明装置と、第１の反射ミラーとを保持して走行し、第２走行体は、第２の反射ミラーと、第３の反射ミラーとを保持して走行し、第１走行体の走行速度Ｖ１と第２走行体の走行速度Ｖ２との速度比Ｖ１：Ｖ２は２：１であるものである。
【００２７】
また、請求項１０に記載の画像読取装置は、撮像素子と、原稿を配置する原稿台と、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の原稿照明装置と、該原稿照明装置で照明された原稿からの反射光を撮像素子上に結像する結像光学系と、を備え、結像光学系は、１以上の反射ミラーと、結像レンズとを有し、撮像素子と、原稿照明装置と、１以上の反射ミラーと、結像レンズとが一体で走行されるものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、反射面の形状をシンプル、かつ面数を少なく構成して対向照明を実現することができ、かつ、原稿照明装置の厚みを薄くすることができ、副走査方向の照度分布の平坦性、および安全性にも優れたものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】光源の概略断面図である。
【図２】本発明に係る原稿照明装置の全体構成を示す概略断面図である。
【図３】光源および各光学部材の基板への取り付け例を示す図である。
【図４】光学部材の斜視図である。
【図５】各反射面のＺ方向の長さの関係を示す図である。
【図６】第４反射面の配置位置を説明する図である。
【図７】ＬＥＤの発光面の法線と原稿読取り面の下面方向法線との交差角を説明する図である。
【図８】反射面のＹ方向における最大高さと最小高さを説明する図である。
【図９】光拡散部材の拡散特性を示すグラフである。
【図１０】原稿読取面上の照度分布を示すグラフである。
【図１１】サイドミラーを有する原稿照明装置の構成を示す断面概略図である。
【図１２】本発明に係る画像読取装置の一実施形態を示す概略断面図である。
【図１３】画像読取装置の他の実施形態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係る構成を図１から図１３に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。本実施形態に係る原稿照明装置（原稿照明装置１００）は、原稿面への照明光となる光を出射する複数の光源（ＬＥＤ１０）と、集光作用を有する光学部材と、を有し、原稿の大きさに応じた長さと幅を有する原稿読取領域（原稿読取領域５）を照射する原稿照明装置であって、複数の光源は原稿読取領域の長さ方向に沿って配置され、光学部材は、第１の反射平面（第１反射面１）と該第１の反射平面に対向する第２の反射平面（第２反射面２）および第３の反射平面（第３反射面３）から構成され光源からの光が入射する入射口と原稿読取領域へ向けて出射する出射口とを有する第１の反射部材（反射光学系）と、該第１の反射部材と原稿読取領域を挟んで出射口に対向する第４の反射平面（第４反射面４）からなる第２の反射部材（対向照明光学系）と、からなり、第３の反射平面は第２の反射平面よりも出射口に近い側に配置され、複数の光源のうちの１つを含み原稿読取領域と直交する平面である副走査断面において、光源から第１の反射平面の出射口端までの距離よりも、光源から第３の反射平面の出射口端までの距離の方が長く、光源と原稿読取領域の間に光拡散部材（光拡散部材６）が設けられているものである。なお、以下の説明では、原稿の主走査方向をＸ軸、原稿面法線方向をＹ軸、原稿の副走査方向をＺ軸として説明する。
【００３１】
（原稿照明装置の構成）
＜光源＞
本実施形態に係る原稿照明装置１００が備える光源の概略断面図を図１に示す。本実施形態では、複数の光源としてＬＥＤ（白色ＬＥＤ）１０が用いられている。光源は、白色ＬＥＤに限られるものではなく、各色のＬＥＤを用いることができ、また、複数色のＬＥＤを併用することができるが、カラー原稿を良好に読み取ることができる白色ＬＥＤを用いることが好ましい。また、光源としてＬＥＤを用いることで、従来の冷陰極管やキセノンランプに比べて低電力で寿命が長い原稿照明装置とすることができる。
【００３２】
ＬＥＤ１０のチップ形状としては、任意のものが使用でき、例えば円形や角型のものが挙げられ、本実施形態では円形のものを用いた。また、汎用的でコストが低いものを用いることで、汎用性が高く、且つ、低コストの原稿照明装置とすることができる。
【００３３】
ＬＥＤ１０は、主走査方向である原稿読取領域５の長さ方向（Ｘ方向）に非等間隔で離間して配置される。また、ＬＥＤ１０の端部の方が中心部よりも間隔が狭くなるように配置される（Ｐ１＜Ｐ２）。これにより、複数のＬＥＤ１０はＬＥＤアレイ１１として一体形成される。なお、本実施形態では図１に示すように複数のＬＥＤ１０は互いに離間してなる構成であるが、これに限定されるものではなく、例えばこれに換えて、端部が隣接し中央部のみが離間した構成であっても良い。
【００３４】
＜光学部材＞
本実施形態に係る原稿照明装置１００の全体構成を示す概略断面図を図２に示す。また、図３は、光源および各光学部材の基板への取り付け例を示している。また、図４は、各光学部材の斜視図である。また、図５は、各反射面のＺ方向の長さの関係を示す図である。
【００３５】
ＬＥＤ１０の発光面の法線は、Ｚ軸方向に略一致して配置される。また、原稿台（コンタクトガラス）８に対して−Ｙ方向側に光学部材が配置される。
【００３６】
原稿照明装置１００の筐体（不図示）の内側（原稿台下部）には、照明光を導光する空洞部があり、空洞部と向き合う筐体内側の面のうち、筐体の天部、すなわち、＋Ｙ側の面には第１反射面１が設けられる。よって、第１反射面１の法線ベクトルは、−Ｙ方向成分を有する。
【００３７】
また、第１反射面１は、平面であって、Ｘ軸方向に長さを有し、その長さは装置が読取る原稿のＸ軸方向長さの最大値よりも長いものである（図４）。これにより、原稿読取領域５の主走査方向の両端部および近傍への照明光を確保して主走査方向の照明の平坦性を確保することができる。
【００３８】
また、第１反射面１はＹＺ面でＸ軸周りに傾斜して配置され、第１反射面１のＬＥＤ１０に近い側より遠い側のＹ方向位置を比較すると遠い側の方が原稿台８に近い位置に配置される。これにより、第１反射面１から第３反射面３および第４反射面４への導光効率を高くすることができる。また、傾斜角の最適化によって、副走査方向の照度分布を平坦化できる。
【００３９】
また、空洞部と向き合う筐体の内側の面のうち、筐体の底部、すなわち、−Ｙ側の面には第２反射面２および第３反射面３が設けられる。また、図５に示すように、第２反射面２および第３反射面３のＺ方向の全長（ｄｚ２）は、第１反射面１のＺ方向の長さ（ｄｚ１）よりも長いものとしている。また、第３反射面３が、第２反射面２よりも原稿読取り光軸（以下、光軸ともいう）に近く配置されている。これにより、底面に配する反射面（第２、第３反射面２，３）を介して原稿面に導光し、天面に配する反射面（第１反射面１）を介して対向照明用の反射面（第４反射面４）に導光することができるので、原稿読取領域５への照明光の導光効率を高くすることができる。また、傾斜角の最適化によって、副走査方向の照度分布を平坦化できる。なお、原稿読取り光軸とは、原稿読取り面を物体面とし、読取りレンズと、複数の折り返しミラーを介して、撮像素子の受光面を像面とする画像読取装置における光軸のことをいう。
【００４０】
ここで、第２反射面２および第３反射面３は、面端と面端とが段差なく連続している構成されることが好ましい。これにより、反射面の製造が容易となり、また、段差による光の遮蔽やフレアの発生を抑えることができる。さらに、後述する反射フィルムの貼り付けや金属ミラー蒸着が容易となる。
【００４１】
また、第２反射面２および第３反射面３は、第１反射面１と同様、いずれも平面であって、Ｘ軸方向に長さを有し、その長さは読取る原稿のＸ軸方向長さの最大値よりも長いものである（図４）。
【００４２】
第２反射面２は、ＹＺ断面内でほとんど傾斜しない位置に配置される。一方、第３反射面３は、ＹＺ断面内で傾斜して配置される。具体的には、第３反射面３のＬＥＤ１０に近い側よりと遠い側のＹ方向位置を比較すると、遠い側の方が原稿台８に近い位置に配置される。これにより、第３反射面３から原稿読取領域５への照明効率を高くすることができる。また、傾斜角の最適化によって、副走査方向の照度分布を平坦化できる。
【００４３】
さらに、第３反射面３のＬＥＤ１０から遠い側のＺ方向の位置は、第１反射面１のＬＥＤ１０から遠い側のＺ方向の位置よりも原稿読取り光軸に近くなっている。すなわち、第１〜第３反射面１〜３のうち、第３反射面３のＺ方向の位置が光軸に最も近いこととしている。これにより、第３反射面３を反射した照明光は、第１反射面１で遮蔽されにくく、原稿読取領域５への導光効率が高くすることができる。
【００４４】
以上説明した第１〜第３反射面１〜３によって、図中左下から右上に向けてＬＥＤ放射光を導光し、原稿読取り領域５を照明することができる。この照明を、以下、「主照明」と称し、「対向照明」と区別する。
【００４５】
さらに、ＬＥＤ１０からの放射光の一部は、対向照明用の第４反射面４に導光される。第４反射面４も、第１〜第３反射面１〜３と同様に、平面である。第４反射面４は、ＹＺ断面内で傾斜配置されている。また、第４反射面４において、光軸に近い側のＹ方向位置と遠い側のＹ方向位置を比較すると、遠い側の方が原稿台８に近い。これにより、第４反射面４から原稿読取領域への照明効率を高くすることができる。また、傾斜角の最適化によって、副走査方向の照度分布を平坦化できる。
【００４６】
以上説明した第１〜第４反射面１〜４は、筺体の内壁側に設けられる。なお、図３に各反射面の基板９への配置例を示しているが、反射面以外の配置形状は、図例に限定されるものではない。
【００４７】
また、原稿から正反射光が撮像素子に入るとハレーションが発生するため、原稿の傾きを見込んでハレーション発生角度線１２を設けている。本実施形態では、原稿の傾きを±１０度と想定し、第１〜第４反射面１〜４をハレーション発生角度線１２に入らないように配置している。
【００４８】
ここで、図６に示すように、第４反射面４は、ＬＥＤ１０の発光面（図６中に符号１３で示す）の法線１４と交差する位置に配置することが好ましい。第４反射面４には、ＬＥＤ１０の発光面から垂直に放射される光が導光され、反射されて原稿読取領域５を照明する。ＬＥＤ１０の放射光は、発光面と垂直な方向に放射される成分が最も強く、発光面の法線と成す角が大きくなるに従って弱くなる。したがって、第４反射面４にＬＥＤ１０から強い放射光成分を導光することにより、対向照明を明るくし、対向照射比を向上させることができる。なお、対向照射比とは、主照明光と対向照明光の原稿読取り面に到達する光量の比をいい、対向照射比が１：１に近いほど、原稿が浮いたときにできる影が画像にでにくくなるため好ましい。本実施形態では６：４の対向照射比を得られた。
【００４９】
さらに、第４反射面４は、ＬＥＤ１０の発光面の法線１４が第４反射面４のＹ方向の中心よりも−Ｙ側で交差するように配置することが好ましい。これにより、第４反射面４には、ＹＺ面内において、ＬＥＤ１０の発光面の法線よりも＋Ｙ方向の放射光が導光されて、原稿を照明する。なお、−Ｙ方向の放射光を反射して照明しようとすると、反射面を−Ｙ方向に長くする必要があるためＹ方向に長くなってしまう。また、＋Ｙ方向の放射光を反射する反射面と異なる角度にする必要があるので、面数が多くなってしまう。これにより、ＬＥＤ１０からの放射光の中で光量の高い成分を直接導光させることができ、対向照射比をさらに向上させることができる。
【００５０】
また、図７に示すように、ＬＥＤ１０の発光面の法線１４と原稿読取り面の下面方向法線１５との交差する角度（交差角と呼ぶ）αは、９０度であることが好ましい。交差角を９０度とすることにより、ＬＥＤ１０の発光面の法線方向への放射光が第４反射面４に導光されるので、良好な対向照射比を得ることができる。なお、交差角αは、９０度よりも小さくてもよい。この場合、ＬＥＤ１０の発光面の法線方向およびその近傍の放射光成分は、第２反射面２または第３反射面３に導光される。よって、ＬＥＤ１０の発光面が直接ユーザに見えにくくなるので、安全性を向上させることができる。一方、交差角αを９０度よりも大きくすると、ＬＥＤ１０の発光面の法線方向およびその近傍の放射光成分は直接原稿面方向に導光されてしまうので、安全性が低下することとなる。
【００５１】
また、本実施形態では、図８に示すように、反射面のＹ方向における最大高さをＹｍａｘ、最小高さをＹｍｉｎとした場合、Ｙｍａｘ−Ｙｍｉｎを１０ｍｍ以下で構成することができる。例えば、８．７ｍｍとすることができた。このように、反射面を用いてＬＥＤ光を導光照明するタイプの原稿照明装置としては、従来ない厚さが極めて薄い原稿照明装置を実現することができる。
【００５２】
＜原稿読取領域＞
原稿読取領域５は、原稿照明装置１００を構成するものではないコンタクトガラス（原稿台）８上にある仮想領域であって、複数のＬＥＤ１０から出射された光を受光する領域である。また、原稿読取領域５は照明対象物である原稿の１辺（長さ方向の１辺）と同一乃至それ以上の長さと、微小な幅を有する。微小な幅とは任意の長さであり、通常は１０−２〜１ｍｍ程度であるが、後述する撮像素子や結像光学系（いずれも原稿照明装置を構成するものではない）に応じて適当な長さとすることができる。
【００５３】
＜読取開口＞
また、原稿照明装置１００は、原稿面から反射した照明光を、読取りレンズに導くための原稿読取り開口部（以下、読取開口）７を備えている。読取開口７の上部の原稿台相当位置には原稿読取領域５が設けられる。読取開口７は、主照明を行う３つの反射面（第１〜第３反射面１〜３）と、対向照明を行う１つの反射面（第４反射面４）との間に設けられる。したがって、読取開口７において、原稿面から反射した照明光は、反射面によって遮られることがない。
【００５４】
＜光拡散部材＞
また、原稿照明装置１００は、第１〜第３反射面１〜３で囲まれる射出開口部（出射口）に光拡散部材（光散乱面）６を備えている。光拡散面６を設けることにより、ＬＥＤ１０の発光スポットは直接的には見えなくなり、また、第２反射面２や第３反射面３に映るＬＥＤ１０の像も直接的には見えなくなる。これらは光散乱効果のある散乱面越しにぼんやりと見えるが、その光強度は弱まることとなる。このように、散乱面上に観察される２次的な発光スポットの大きさは、ＬＥＤ１０の発光面よりもはるかに大きいので、単位面積あたりの光強度も低くなっており、安全性を向上させることができる。
【００５５】
さらに、散乱面上の発光スポットから放射される光は、散乱面の散乱効果によって散乱するため、その指向性は低減され、安全性が高くなっている。このように、ＬＥＤ１０の小さな発光部から放射された強い光は適度に散乱され、ユーザの目に入る光を弱めることができ、安全性を向上させることができる。
【００５６】
ここで、光散乱面６は透過型光散乱面であることが望ましく、光散乱面６の散乱特性はガウシアン散乱特性であることが望ましい。散乱特性が完全拡散の散乱面とすると、原稿読取領域に到達する照明光が少なくなって照明効率が低下するためである。
【００５７】
光拡散面６の拡散特性を測定したグラフの一例を図９に示す。図９に示すように、拡散シートの光射出面の法線方向を０度として射出光強度の角度分布を測定し、横軸と射出角、縦軸を光強度としてプロットし、ガウス分布にフィッティングすることにより、ガウシアン散乱特性のσの値を求めることができる。図９に示す測定例におけるσ値は、３．５である。本実施形態では、この特性の光拡散シートを用いた。
【００５８】
ここで、σ値が３よりも小さい場合は、散乱効果が低くなって、散乱光の指向性があまり低下せず、散乱面越しにＬＥＤや反射面上のＬＥＤの像が見えてしまうという問題がある。また、σ値が５よりも大きいと、散乱効果が大きすぎて、照明効率が下がってしまい、また、照度の分布の平坦性も崩れてしまうという問題がある。以上より、ガウシアン散乱特性のσ値は３〜５が好ましい。
【００５９】
また、図１０に本実施形態の原稿照明装置１００における原稿読取面上の照度分布グラフを示す。図１０に示す例では、主走査方向の中心０ｍｍ，５４ｍｍ,１０８ｍｍの３つの位置で評価した。副走査方向の平坦性は±２ｍｍで７％であった。なお、平坦性は[（ピーク照度）−（最小照度）]／（ピーク照度）×１００（％）で算出した。また、照度値は、読み取りレンズのコサイン４乗則による周辺光量低下分を見込んだ値で評価している。
【００６０】
このように、本実施形態の原稿照明装置によれば、対向照明手段も含めて、反射面の形状をシンプル（平面）かつ面数を極めて少なくできる（４つ）ので、従来にない極めて簡易な構成を実現することができる。具体的には、反射面のすべてが平面であるため製造が容易であり、反射面の面数が少ないため低コスト化を図ることができる。さらに、対向照明は、主照明側にあるＬＥＤ放射光を導光して行うので、対向照明側には光源を配する必要がなく、構成が煩雑になることがない。また、原稿照明装置の厚みを薄くすることができ、副走査方向の照度分布の平坦性、および光拡散効果により安全性に優れたものとすることができる。
【００６１】
（その他の実施形態）
上記実施形態の構成において、図１１に示すように、一対の側部反射面（サイドミラー２０Ａ，２０Ｂ）を備えることが好ましい。サイドミラー２０Ａ，２０Ｂは、原稿照明装置１００の筐体の内側に、空洞部に向き合うように、ＹＺ面と平行に配置される。すなわち、サイドミラー２０Ａ，２０Ｂは、±Ｘ方向の両端部に、互いに向き合って配置される。サイドミラー２０Ａ，２０Ｂは、Ｚ方向において第１〜第４反射面１〜４の配置される領域をカバーするように構成する。サイドミラー２０Ａ，２０Ｂによって、±Ｘ方向端近傍に配置したＬＥＤ１０からの放射光は、装置の中心寄りに反射して戻されるので、原稿読取領域５の主走査方向の両端部および近傍への照明光を確保することができ、光利用効率と主走査方向（特に端部）における照度平坦性の劣化を改善することができる。また、原稿読取領域５への照明効率も向上させることができ、ＬＥＤ１０の個数削減や注入電流の低減あるいはより高速な読み取りを実現することができる。
【００６２】
また、第２〜第４反射面２〜４を金属蒸着によって同時に形成することも好ましい。併せて、サイドミラー２０Ａ，２０Ｂも同時に蒸着することも好ましい。なお、蒸着は、複数の筐体に対して同時に行うことも好ましい。
【００６３】
これにより、反射面の生産効率を向上させて、生産コストを低下させることができる。なお、蒸着材料としては、例えば、アルミニウムが安価であるため好ましい。アルミニウムの場合、８０％〜８５％の反射率が得られる。また、銀を用いることで、９０％以上の、より高い反射率が得ることも好ましい。高い反射率を得ることで、光利用効率の向上を図り、ＬＥＤ１０の個数削減等が可能となる。なお、蒸着する材料は、これに限られるものではない。
【００６４】
また、反射率の高いフィルムを各反射面の設置位置に設けた部材に貼ることにより、各反射面を構成するようにしても良い。第１〜第４反射面１〜４は、平面の矩形状であるのでフィルムを貼るのに好適である。フィルムとしては、例えば、反射率が８５％〜９０％程度の反射フィルム（例えば、東レ社製、ルミラー（登録商標））を用いることができる。フィルムを用いる場合、下地の材質を選ばないので、筐体の材料選択の幅が広がる。例えば、ガラス繊維を混入させたポリカ等を選択することが可能となり、筐体の強度を強くすることができる。これにより、筐体の肉厚を薄くすることも可能となり、薄型で軽量な筐体とすることができる。また、ガラス繊維を混入させることで、金属蒸着膜がきれいにつきにくくなるという不具合も解消できる。また、フィルムの場合、張替えを容易に行うことができ、メンテナンス性の改善効果が得られる。
【００６５】
（画像読取装置の構成（１））
図１２は、本発明に係る画像読取装置の一実施形態を示す概略断面図である。画像読取装置２００は、撮像素子３１と、原稿３５を配置する原稿台（コンタクトガラス）８と、原稿照明装置１００と、該原稿照明装置１００で照明された原稿３５からの反射光を撮像素子３１上に結像する結像光学系と、を備えるものである。なお、図１２及び図１３では、原稿照明装置１００の反射光学系（第１〜第３反射面１〜３、光拡散部材６）を符号１１０、対向照明光学系（第４反射面４）を符号１２０で示している。
【００６６】
撮像素子３１としては、例えばＣＣＤを用いることができる。ＣＣＤ３１では原稿面情報の光信号が電気信号に光電変換されて、原稿３５の原稿面３６を読み取ることができる。
【００６７】
また、結像光学系は、第１の反射ミラー３３Ａと、第２の反射ミラー３４Ｂと、第３の反射ミラー３４Ｃと、第１走行体３３と、第２走行体３４と、結像レンズ３２とを有する。第１走行体３３は、原稿照明装置１００と、第１の反射ミラー３３Ａとを保持して走行する。また、第２走行体３４は、第２の反射ミラー３４Ｂと、第３の反射ミラー３４Ｃとを保持して走行する。このときの第１走行体３３の走行速度Ｖ１と第２走行体３４の走行速度Ｖ２との速度比Ｖ１：Ｖ２は、２：１である。
【００６８】
図１２に示すとおり、第１走行体３３のＺ方向の変位幅をｚとしたとき、原稿読取領域５とＣＣＤ３１との距離である光路長はｚだけ変動する。一方、図１２に示すとおり、第２走行体３４のＺ方向の変位幅を同様にｚとしたとき、原稿読取領域５とＣＣＤ３１との距離である光路長は２×ｚだけ変動する。このため、速度比Ｖ１：Ｖ２が２：１であることで、原稿読取領域５からＣＣＤ３１までの光路長、換言すると結像光学系の共役長を一定に保ちながら読取走査を行うことができる。
【００６９】
本実施形態の画像読取装置２００によれば、原稿照明装置１００が薄型化されているため、画像読取装置２００も薄くコンパクトに構成できる。また、副走査方向の照度分布が平坦な領域が広いという特徴があるため、各反射面、各反射ミラーや結像レンズ３２などの光学素子の設置誤差や、走査駆動に伴う動的変動を許容して、撮像素子３１の受光面上での受光信号の安定性に優れた装置を実現することができる。あるいはこれらの光学素子の公差を緩めることができる。即ち、画像読取装置２００における静的な位置ズレや、動的な位置変動に伴う、撮像素子３１の受光面上での受光信号の変動に強いものとなる。
【００７０】
（画像読取装置の構成（２））
図１３は、本発明に係る画像読取装置の他の実施形態を示す概略断面図である。なお、上記実施形態と同様の点についての説明は省略する。
【００７１】
図１３に示す画像読取装置２００における結像光学系は、反射ミラー３７Ｄと、結像レンズ３２とを有し、撮像素子３１と、原稿照明装置１００と、反射ミラー３７Ｄと、結像レンズ３２とが一体で走行される。このひとつの走行体３７を副走査方向に走査駆動させることで、原稿３５の情報を読み取ることができる。
【００７２】
本実施形態の画像読取装置２００によれば、原稿照明装置１００が薄型化されているため、画像読取装置２００も薄くコンパクトに構成できる。また、読取走査の際に反射ミラー３７Ｄを別途駆動する必要がないので、駆動機構装置を簡素化し、画像読取装置全体を小型・軽量化できる。また、走行体を走査駆動する際に振動等が発生しても、原稿照明装置１００、反射ミラー３７Ｄ、結像レンズ３２及び撮像素子３１の相対的な位置変動が、図１２に示す例に比して、抑制されることから、読取走査駆動に付随する信号雑音が少なくなり、撮像素子３１の受光面上で受光する光信号特性が安定化される。
【００７３】
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１  第１反射面（第１の反射平面）
２  第２反射面（第２の反射平面）
３  第３反射面（第３の反射平面）
４  第４反射面（第４の反射平面）
５  原稿読取領域
６  光拡散面（光拡散部材）
７  開口領域
８  原稿台（コンタクトガラス）
９  基板
１０  光源（ＬＥＤ）
１１  ＬＥＤアレイ
１２  ハレーション発生角度線
１３  ＬＥＤ発光面
１４  ＬＥＤ発光面の法線
１５  原稿面の法線
２０Ａ，２０Ｂ  サイドミラー
３１  撮像素子（ＣＣＤ）
３２  結像レンズ
３３  第１走行体
３３Ａ  第１の反射ミラー
３４  第２走行体
３４Ｂ  第２の反射ミラー
３４Ｃ  第３の反射ミラー
３５  原稿
３６  原稿面
３７  走行体
３７Ｄ  反射ミラー
１００  原稿照明装置
１１０  反射光学系（第１の反射部材）
１２０  対向照明光学系（第２の反射部材）
２００  画像読取装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７５】
【特許文献１】特開２００６−２９５８１０号公報
【特許文献２】特開２００４−１５７２１３号公報
【図１】
2012049981.tif 000003
【図２】
2012049981.tif 000004
【図３】
2012049981.tif 000005
【図４】
2012049981.tif 000006
【図５】
2012049981.tif 000007
【図６】
2012049981.tif 000008
【図７】
2012049981.tif 000009
【図８】
2012049981.tif 000010
【図９】
2012049981.tif 000011
【図１２】
2012049981.tif 000012
【図１３】
2012049981.tif 000013
【図１０】
2012049981.tif 000014
【図１１】
2012049981.tif 000015