(57)【要約】【課題】簡易な構成で効率が高い導光体および照明装置並びに画像読取装置を提供する。【解決手段】導光体であって、第１の方向の端部に設けられる入射面と、前記第１の方向に垂直な第１の断面内において、互いに異なる方向へ光を出射させる第１及び第２の出射領域を備え、前記第１の方向に長い出射面と、前記入射面からの光を偏向して前記第１及び第２の出射領域から外部に出射させる共通の偏向面と、前記第１の断面内において、前記偏向面の両側に設けられ、前記偏向面に対して前記出射面とは反対側に突出した第１及び第２の凸部と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向の端部に設けられる入射面と、
前記第１の方向に垂直な第１の断面内において、互いに異なる方向へ光を出射させる第１及び第２の出射領域を備え、前記第１の方向に長い出射面と、
前記入射面からの光を偏向して前記第１及び第２の出射領域から外部に出射させる共通の偏向面と、
前記第１の断面内において、前記偏向面の両側に設けられ、前記偏向面に対して前記出射面とは反対側に突出した第１及び第２の凸部と、
を有することを特徴とする導光体。
【請求項２】
前記偏向面は、前記第１の断面内において、第１及び第２の凸部に挟まれた凹部に設けられている
【請求項３】
前記偏向面は、前記第１の方向に配列された複数のプリズムを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の導光体。
【請求項４】
前記複数のプリズムは、周期的かつ離散的に配列されていることを特徴とする請求項３に記載の導光体。
【請求項５】
前記複数のプリズムが一体に設けられることを特徴とする請求項３または４に記載の導光体。
【請求項６】
前記第１の方向に垂直な断面内において、前記第１及び第２の凸部は曲面形状であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の導光体。
【請求項７】
前記入射面は、第１及び第２の光源からの光が入射する第１及び第２の入射領域を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の導光体。
【請求項８】
前記入射面は、単一の光源からの光が入射する入射領域を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の導光体。
【請求項９】
前記第１の方向に垂直な断面内において、前記第１及び第２の出射領域を形成する凸部に挟まれた凹部を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の導光体。
【請求項１０】
前記第１及び第２の出射領域を形成する凸部と、該凸部に挟まれた前記凹部は不連続な形状であることを特徴とする請求項９に記載の導光体。
【請求項１１】
前記第１の方向に垂直な断面内において、第１及び第２の出射領域は異なる曲面形状を備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の導光体。
【請求項１２】
前記第１の方向に垂直な断面内において、第１及び第２の出射領域は同じ曲面形状を備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の導光体。
【請求項１３】
光源と、該光源からの光束を読取領域に導く請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の導光体と、を有することを特徴とする照明装置。
【請求項１４】
前記導光体の外部に設けられ、前記導光体を介した前記光源からの光束を前記読取領域に向ける反射部を有することを特徴とする請求項１３に記載の照明装置。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の照明装置と、前記読取領域からの光束を受光する受光部と、前記読取領域からの光束を前記受光部に導く結像部と、を有す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、導光体および照明装置並びに画像読取装置に関し、特に、イメージスキャナー、複写機、ファクシミリなど、原稿面を照明して線順次方式で画像読取を行う画像読取装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ライン状の読取領域を移動させながら画像情報を取得する画像読取装置では、読取領域を照明する照明装置を備え、照明装置には、光源からの光を導入し、所望の方向に向け光を出射する導光体が備えられているものがある。
【０００３】
この導光体は一般的に読取ライン方向に長尺な、略棒状または板状の形状をしており、その長手方向端部に光源からの光を導入する入射面、長尺に伸びる側面には、導光体から光を出射する出射面を備えるものが近年数多く提案されている。
【０００４】
その中でも、照明された原稿を読み取る読取光軸を挟んで導光体と対向する位置に反射板を設置し、導光体を１つのみ用いながら、読取光軸を挟んで２方向から照明領域を照明する照明装置が知られている。具体的に、特許文献１では、読取光軸を挟んで２方向から照明領域を照明する照明装置において、出射面に対向する位置に光を偏向する偏向面を備える導光体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−０４４３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来技術では、第１及び第２の出射領域に対応して夫々の偏向面を備えるものであって、効率の高い導光体とするためには夫々の偏向面の加工精度が要求されるため、成形する金型が複雑な構成になるという課題があった。
【０００７】
本発明の目的は、簡易な構成で効率が高い導光体および照明装置並びに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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る導光体は、第１の方向の端部に設けられる入射面と、前記第１の方向に垂直な第１の断面内において、互いに異なる方向へ光を出射させる第１及び第２の出射領域を備え、前記第１の方向に長い出射面と、前記入射面からの光を偏向して前記第１及び第２の出射領域から外部に出射させる共通の偏向面と、前記第１の断面内において、前記偏向面の両側に設けられ、前記偏向面に対して前記出射面とは反対側に突出した第１及び第２の凸部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る照明装置並びに画像読取装置は、上記導光体を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡易な構成で効率が高い導光体および照明装置並びに画像読取装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る導光体を備える照明装置を搭載した画像読取装置を説明する図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施形態に係る導光体を備える照明装置を説明する斜視図、（ｂ）はその副走査断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施形態に係る導光体を説明する斜視図、（ｂ）はその主走査断面図である。
【図４】拡散反射部材における入射光線の範囲と反射光線の関係を説明する図で、（ａ）は拡散反射部材にあたる光線の範囲が狭い場合、（ｂ）は拡散反射部材にあたる光線の範囲が広い場合を説明する図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施形態に係る導光体のプリズム部および導光体の外側の拡散反射部材を説明する図、（ｂ）は比較例１を説明する図、（ｃ）は比較例２を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
《第１の実施形態》
（画像読取装置）
図１は、本発明の実施形態に係る導光体を備える照明装置を搭載した画像読取装置の要部概略図である。図１に示す画像読取装置は、画像を読み取るための各種光学部品を格納したキャリッジ１００、読取対象の原稿１０７を載置する原稿台ガラス１０６を含んで構成される。そして、図１の紙面垂直方向（第１の方向）に長い読取領域を図中の移動方向に移動しながら読み取ることで、原稿１０７の２次元画像の読み取りを行っている。
【００１４】
ここで、本実施形態に係る導光体を備える照明装置を搭載した画像読取装置について、光学的な構成を図１を用いて以下に説明する。１０１ａ、１０１ｂは第１及び第２の光源としての白色発光ダイオード（以下ＬＥＤ）であり、入射面より入射した光線は拡散反射部（反射部）１０４で拡散反射され、導光体１０２から出射する。導光体１０２から出射した光線の一部は、原稿台ガラス１０６を透過して原稿１０７に向かい、他の一部は対向反射板１０５で反射した後に同様に原稿１０７に向かい、読取光軸を挟んで両側から原稿１０７が照明される。
【００１５】
そして、照明された原稿について、結像部である結像レンズ１０９、受光部であるラインセンサー１１０によって紙面垂直方向に長い読取領域が線順次に受光される（読み取られる）。ここで、途中の光路を１０８ａ〜ｅの折り返しミラーで折り返し、これらをキャリッジ１００に格納している。読み取られた原稿の画像情報は、不図示のインターフェースを通じてパーソナルコンピュータやプリンタなどに送られ、データとして処理されたり、モニタや紙に出力される。
【００１６】
（照明装置および導光体、拡散反射部材）
ここで、図２を用いて、本実施形態に係る導光体および光源を備える照明装置を説明する。図２（ａ）で、ＬＥＤ１０１ａ、１０１ｂから出射した光線（光）は、透明なアクリル樹脂からなる導光体１０２の長手方向（第１の方向、主走査方向）における端部（端面）にあたる入射面２０１の第１及び第２の入射領域に入射する。そして、導光体１０２の側面で全反射しつつ長手方向に伝播する。
【００１７】
伝播する光線の一部は、表面に多数の凹凸構造が形成されたプリズム部２０２（導光体と一体）に入射し、入射した光線の一部はプリズム部２０２から導光体の外に漏れ、拡散反射部材１０４に入射する。
【００１８】
拡散反射部材１０４は白色でかつ反射率の高い部材でできており、入射した光線を導光体１０２に戻すよう反射する働きがあり、拡散反射部材１０４で反射された光線は再び導光体１０２に入射する。そして、導光体１０２の側面である出射面２０４の第１及び第２の出射領域２０４ａ、２０４ｂで内面反射される成分を除き導光体の外へ出射する。
【００１９】
主走査方向に垂直な断面である副走査断面を示す図２（ｂ）で、出射面２０４の第１及び第２の出射領域２０４ａ、２０４ｂは曲面形状として不連続な２つの円弧形状をなしている。そして、第１の出射領域２０４ａを通過した光線は直接に原稿面に向かい、第２の出射領域２０４ｂを通過した光線は、対向反射板１０５で反射されて原稿面に向かうよう、不連続部で光線を分割している。即ち、第１及び第２の出射領域２０４ａ、２０４ｂを形成する凸部と、該凸部に挟まれた凹部が不連続な形状となっている。
【００２０】
また、図２（ｂ）で、出射面２０４の第１及び第２の出射領域２０４ａ、２０４ｂはレンズのような働きを持つ。これにより、拡散反射部材１０４から広がりつつ導光体１０２を透過する光線に対し略平行な光線に集束させて原稿面あるいは対向反射部材に向かわせる。
【００２１】
（偏向面を備えるプリズム部）
図３は、偏向面を備えるプリズム部近傍の形状、および光線の様子を説明する図である。図３（ａ）で、プリズム部（プリズム）２０２は導光体１０２の側面が外側（出射面２０４と反対側）に突出した部位（凸部）に挟まれ、いわゆる窪んだ位置（凹部）に設けられている。そして、それぞれの凹凸構造（凸部である複数のプリズムが主走査方向に周期的かつ離散的に配列される）は導光体１０２の長手方向に対し平行に切断する断面（主走査断面）において、図３（ｂ）のような略矩形の形状をしている。
【００２２】
図３に示すように、本実施形態では、プリズム部２０２は第１及び第２の出射領域２０４ａ、２０４ｂに対し共通（別々でなく単一）に設けられる。そして、プリズム部２０２のプリズム面２０２ａ、２０２ｂは、入射面２０１から入射した光の一部を導光体１０２の外部に出射するよう偏向し、拡散反射部材１０４で反射されて導光体１０２の内部に戻る光を出射面２０４に向ける偏向面として機能する。
【００２３】
ここで、本実施形態では、図３（ａ）に示すように、プリズム部２０２が導光体１０２の側面が突出した部位（凸部）よりも窪んだ位置にあるため、拡散反射部材１０４を導光体１０２の側面に接近させることができる。これにより、拡散反射部材１０４より拡散反射された光線を効率良く導光体１０２に戻すことができる。
【００２４】
また、副走査断面内で、拡散反射部材１０４の比較的狭い範囲に導光体１０２から出射した光線が当たるため、拡散反射した光が効率良く読取領域を照らすようにすることができる。拡散反射部材１０４における光線の分布と、原稿面へ向かう光線の関係を、副走査断面を示す図４を用いて模式的に示す。
【００２５】
図４（ａ）は、拡散反射部材１０４に当たる光線の範囲が狭い場合を示す。この場合、拡散反射部材１０４に当たる光線の範囲が図の断面で点に近づくにつれ、導光体１０２を通過した光線を平行光束に近づけたり、所望の集束状態になるよう設計でコントロールするのが容易となる。これに対し、図４（ｂ）は拡散反射部材１０４に当たる光線の範囲が広い場合である。この場合、広がった位置で拡散反射した光線も含めて所望の集束状態にするのは困難で、読取領域に向かわずロスになってしまう光線が増加する。
【００２６】
（プリズム部２０２付近での光線の振る舞い）
図５は、プリズム部２０２付近での光線の振る舞いについて、導光体１０２の長手方向に対して垂直な断面内（副走査断面内）において説明する図である。図５（ａ）は本実施形態の形状を示しており、臨界角以上の入射角でプリズム部２０２ａに入射する光線はＰのように導光体１０２の外部に出て、拡散反射部材１０４ａ（１０４）に向かう。また、Ｑのように入射角が臨界角に近く、光線が導光体１０２の表面に沿うように出射する場合、導光体１０２の側面の突出部に入射して再び導光体１０２の内部を伝播する光線となる。
【００２７】
これに対し、比較例１を示す図５（ｂ）で、逆にプリズム部２０２ｂが導光体１０２の側面に対し突出している場合、導光体１０２の側面と拡散反射部材１０４ｂとの距離が離れる傾向にあり、拡散反射部材１０４ｂの広い範囲に光線が入射する。この場合、結果的に照明光量や光学効率が低下することとなる。図５（ｂ）で、拡散反射部材１０４ｂを拡散反射部材１０４ａより拡大し、プリズム部から出射する光線をできるだけ反射できるようにする構成としても拡散反射部材に対し光線が広範囲に広がるため、最終的に原稿面に向かう光線は低下する。
【００２８】
ここで、比較例２として、図５（ｃ）のように拡散反射部材１０４ｃを導光体１０２の側面に沿った形にすることが考えられる。この場合、プリズム部２０２ｃから出射する光線を比較的狭い範囲で受け、拡散反射させることができるが、拡散反射部材１０４ｃの形状が複雑になり、コストアップの要因となる。また、組立や使用時の振動でプリズム部２０２ｃが拡散反射部材１０４ｃなどと接触し形状を崩す可能性がある。
【００２９】
以上、本実施形態のように多数のプリズム部を備えて拡散反射部材に光線を向かわせ、照明光線を形成する導光体の場合、プリズム部が導光体側面より窪んだ位置にある構成は、光学的な効率、また品質の安定性についても有利な点があると言える。
【００３０】
（変形例）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００３１】
（変形例１）
上述した実施形態では、入射面は、第１及び第２の光源からの光が入射する第１及び第２の入射領域を備えるものであったが、単一の光源からの光が入射する入射領域を備えるものであっても良い。
【００３２】
（変形例２）
また、上述した実施形態では、副走査断面において、第１及び第２の出射領域は異なる曲面形状を備えるものであったが、同じ曲面形状を備えるものであっても良い。
【符号の説明】
【００３３】
２０１・・入射面、２０２ａ、２０２ｂ・・  プリズム面、２０４・・出射面
【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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