(57)【要約】【課題】  大型化を抑制しつつ、被照射面の端部における照度の低下を抑制することが可能な導光ユニット、照明装置、及び画像読取装置を提供すること。【解決手段】  入射面１１２と、第１の方向に長い出射面１１３と、出射面１１３と対向する導光面１１５と、を有する導光体１１１を備え、入射面１１２から入射した光を、導光面１１５を介して出射面１１３に導く導光ユニット１０９であって、導光面１１５と対向して配置され、導光面１１５を透過した光を拡散反射させる反射部１１８を更に備え、導光面１１５は、入射面１１２からの光を出射面１１３に向けて反射させる第１の領域１１６と、入射面１１２からの光を反射部１１８に向けて透過させる第２の領域１１７と、第１の方向に垂直な第１の断面内において、反射部１１８からの光を出射面１１３に向けて偏向する第３の領域１１９と、含む。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射面と、第１の方向に長い出射面と、該出射面と対向する導光面と、を有する導光体を備え、前記入射面から入射した光を、前記導光面を介して前記出射面に導く導光ユニットであって、
前記導光面と対向して配置され、前記導光面を透過した光を拡散反射させる反射部を更に備え、
前記導光面は、前記入射面からの光を前記出射面に向けて反射させる第１の領域と、前記入射面からの光を前記反射部に向けて透過させる第２の領域と、前記第１の方向に垂直な第１の断面内において、前記反射部からの光を前記出射面に向けて偏向する第３の領域と、含むことを特徴とする導光ユニット。
【請求項２】
前記第３の領域は、前記第１の断面内において前記反射部の反射面に対して傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の導光ユニット。
【請求項３】
前記第１の断面内において、前記反射部の反射面に対する前記第３の領域の平均傾斜角度をθとするとき、
１０≦θ≦３０
なる条件を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の導光ユニット。
【請求項４】
前記反射部の反射面から前記第１の領域までの距離をＤ、該距離Ｄと前記反射部の反射面から前記第２の領域までの距離との差をＨ、とするとき、
１．０≦Ｄ／Ｈ≦３．０
なる条件を満たすことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の導光ユニット。
【請求項５】
前記第２の領域は、前記反射部と対向する側において、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乃至４の何れか１項に記載の導光ユニット。
【請求項６】
前記反射部の反射面から前記第１の領域までの距離をＤ、前記複数のプリズムの高さの最大値をＨ、とするとき、
１．０≦Ｄ／Ｈ≦３．０
なる条件を満たすことを特徴とすることを特徴とする請求項５に記載の導光ユニット。
【請求項７】
前記第１の断面内において、前記複数のプリズムの夫々の形状は矩形であることを特徴とする請求項５又は６に記載の導光ユニット。
【請求項８】
前記第１の方向を含み前記反射部の反射面に垂直な第２の断面内において、前記複数のプリズムの夫々の形状は矩形であることを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載の導光ユニット。
【請求項９】
前記第３の領域は、前記第１の断面内において前記反射部からの光を他の面を介さずに前記出射面に導光することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の導光ユニット。
【請求項１０】
前記第３の領域は、前記第１の断面内において前記第１及び第２の領域の両側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の導光ユニット。
【請求項１１】
前記第３の領域は、前記第１の断面内において前記第１及び第２の領域に対して傾斜していることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の導光ユニット。
【請求項１２】
前記第３の領域は、前記第１の断面内における前記反射部の反射面に対する平均傾斜角度が互いに異なる複数の偏向面を含むことを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の導光ユニット。
【請求項１３】
前記第１の断面内において、前記複数の偏向面のうち、前記第２の領域に最も近い第１の偏向面の平均傾斜角度をθ１、前記第２の領域から最も遠い第２の偏向面の平均傾斜角度をθ２、とするとき、
θ２＞θ１
なる条件を満たすことを特徴とすることを特徴とする請求項１２に記載の導光ユニット。
【請求項１４】
前記第１及び第２の領域は、前記第１の方向において交互に配置されていることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の導光ユニット。
【請求項１５】
前記第１の領域は、前記入射面からの光を前記出射面に向けて全反射させることを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載の導光ユニット。
【請求項１６】
前記反射部は、前記導光面に対して離間して配置されていることを特徴とする請求項１乃至１５の何れか１項に記載の導光ユニット。
【請求項１７】
光源と、該光源から出射する光を被照射面に導く導光ユニットと、を備え、該導光ユニットは請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の導光ユニットであることを特徴とする照明装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の照明装置と、前記被照射面からの光を受光する受光部と、前記被照射面からの光を前記受光部の受光面に集光する結像部と、を備え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、導光ユニットに関し、例えば、イメージスキャナー、複写機、ファクシミリなどの画像読取装置が備える照明装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
画像読取装置に用いられる照明装置として、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）やＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子などの光源が、長尺な導光体の長手方向における端部に配置されたものが知られている。このような端部配置型の照明装置として、特許文献１には、拡散面を有する導光体を採用し、光源からの光を拡散面により拡散反射させることで被照射面（原稿面）に導光する構成が記載されている。
【０００３】
この構成において、拡散面にて拡散反射した光は、光源から離れる方向に向かうため、被照射面における光源側の端部に到達しにくくなり、その端部での照度が中央部よりも低くなってしまう。そこで、特許文献１に記載の照明装置では、導光体を長手方向に延長することで、拡散面にて反射した光が被照射面の光源側の端部に向かうようにし、その端部における照度の低下を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−７１６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、導光体を長手方向に延長しているため、装置全体が大型化してしまう。そこで、本発明は、大型化を抑制しつつ、被照射面の端部における照度の低下を抑制することが可能な導光ユニット、照明装置、及び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】
【０００６】
上記目的を達成するための、本発明の一側面としての導光ユニットは、入射面と、第１の方向に長い出射面と、該出射面と対向する導光面と、を有する導光体を備え、前記入射面から入射した光を、前記導光面を介して前記出射面に導く導光ユニットであって、前記導光面と対向して配置され、前記導光面を透過した光を拡散反射させる反射部を更に備え、前記導光面は、前記入射面からの光を前記出射面に向けて反射させる第１の領域と、前記入射面からの光を前記反射部に向けて透過させる第２の領域と、前記第１の方向に垂直な第１の断面内において、前記反射部からの光を前記出射面に向けて偏向する第３の領域と、含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、大型化を抑制しつつ、被照射面の端部における照度の低下を抑制することが可能な導光ユニット、照明装置、及び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】
【０００８】
【図１】実施例１に係る画像読取装置の要部概略図。
【図２】実施例１に係る照明装置の周辺の要部拡大図。
【図３】実施例１に係る照明装置の要部概略図。
【図４】第２の領域及び反射部の機能を説明するための図。
【図５】比較例に係る照明装置の周辺の要部拡大図。
【図６】比較例における原稿面での光量分布を示す図。
【図７】実施例１における原稿面での光量分布を示す図。
【図８】実施例２に係る照明装置の周辺の要部拡大図。
【図９】実施例２における原稿面での光量分布を示す図。
【図１０】実施例３に係る照明装置の周辺の要部拡大図。
【図１１】実施例３における原稿面での光量分布を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図面は、便宜的に実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。また、各図面において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明を省略する。
【００１０】
［実施例１］
以下、本発明の実施例１に係る導光ユニット、照明装置、及び画像読取装置について詳細に説明する。
【００１１】
（画像読取装置）
図１は、本実施例に係る画像読取装置１００の要部概略図（ＺＸ断面図）である。画像読取装置１００は、照明装置１０３、反射光学系１０４、結像光学系１０６、及び受光部１０５、の夫々を一体的に保持するキャリッジ（読取ユニット）１０７と、原稿台１０２と、駆動部１０８と、を備えている。本実施例に係る照明装置１０３は、光源が導光体の両端部に配置された導光ユニットを有する、端部配置型の照明装置である（詳細は後述）。
【００１２】
原稿台１０２は、原稿１０１を載置するための台であり、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネイト樹脂やガラスなどの透光性を有する材料から成る。受光部１０５は、原稿１０１からの光を受光するイメージセンサから成る。イメージセンサとしては、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等を採用することができる。それらは、画素がＹ方向に多数並んだラインセンサや、ＲＧＢ画素がＹ方向に一列に多数並んだラインセンサや、Ｒ画素のラインセンサとＧ画素のラインセンサとＢ画素のラインセンサとが３列に平行に並んだセンサであってもよい。
【００１３】
反射光学系１０４は、原稿１０１からの光を折り返して結像光学系１０６（結像部）に導く複数の折返しミラー１０４ａ〜１０４ｄから成る。結像光学系１０６は、反射光学系１０４からの光を受光部１０５の受光面上に集光し、原稿１０１の画像情報に基づく像を形成する縮小光学系である。駆動部１０８は、キャリッジ１０７を原稿１０１の原稿面（被照射面）に平行な方向（図中の矢印方向）に移動させるための駆動力を発生するモータなどで構成される。
【００１４】
照明装置１０３から出射した光は、原稿１０１の原稿面にて拡散反射され、反射光学系１０４の第１折返しミラー１０４ａ〜第４折返しミラー１０４ｄにより結像光学系１０６に導かれ、受光部１０５の受光面上に集光される。そして、駆動部１０８によりキャリッジ１０７を移動させることによって、キャリッジ１０７に原稿１０１の原稿面を走査させることができる。これにより、受光部１０５は原稿１０１の原稿面全体の画像情報を読み取ることができる。受光部１０５により読み取られた画像情報は、電気信号としてインターフェースを通じて不図示の画像処理部やパーソナルコンピュータなどの外部機器に送信される。
【００１５】
なお、キャリッジ１０７が原稿面を走査する際は、キャリッジ１０７により保持される各部材同士の相対位置は変わらない。また、変更手段としての駆動部１０８によって、キャリッジ１０７の代わりに原稿１０１を移動させたり、キャリッジ１０７及び原稿１０１の両方を移動させたりすることにより、キャリッジ１０７と原稿１０１との相対位置を変更させてもよい。キャリッジ１０７を移動させずに、原稿のみを移動させて相対位置を変更する場合には、変更手段として原稿の給送ローラーや給送ベルト等を用いることができる。
【００１６】
（照明装置）
ここで、本実施例に係る照明装置１０３について、図２及び図３を用いて詳細に説明する。図２は、図１における照明装置１０３の周辺の拡大図であり、図３は、照明装置１０３の要部概略図（ＹＺ断面図）である。本実施例に係る画像読取装置１００は、同一の照明装置１０３を２つ備えており、夫々の照明装置１０３は読取光軸１２０を挟んで対称的に配置されている。なお、図２では、２つの照明装置１０３同士で重複する部材や参照番号を適宜省略している。
【００１７】
照明装置１０３の夫々は、導光体１１１及び反射部１１８を有する導光ユニット１０９と光源１１０と備え、光源１１０から出射する光を導光ユニット１０９により原稿１０１の原稿面における読取領域１２１に導光している。なお、本実施例では、原稿面における導光体１１１の長手方向（第１の方向）に垂直な第２の方向（図２における原稿面に平行な方向）において、読取光軸１２０から±２ｍｍの領域を読取領域１２１としている。
【００１８】
光源１１０は、導光体１１１の第１の方向における両端に１つずつ配置されており、後述する入射面１１２の夫々と対向している。また、光源１１０は、発光素子とその発光素子が実装される基板とを含んでいる。発光素子としては、無機半導体及び／又は有機半導体からなる発光層を有するＬＥＤ又はＥＬ素子が用いられる。発生する光としては白色光が望ましいが、それに限らず赤色、緑色、青色などの光であってもよい。白色光を発光する素子としては、パワーＬＥＤ、高輝度ＬＥＤ、高輝度ＥＬ素子などと呼ばれる白色発光素子を用いることができる。本実施例では、発光素子として高輝度白色ＬＥＤを採用している。
【００１９】
（導光ユニット）
図２及び図３に示したように、導光体１１１は、第１の方向において長尺な棒状の部材である。導光体１１１は、第１の方向（Ｙ方向）における両端に配置される入射面１１２と、第１の方向に長い出射面１１３と、出射面１１３と対向する導光面１１５と、各面を接続する２つの側面１１４と、を有する。光源１１０から出射して入射面１１２から導光体１１１の内部に入射した光は、導光面１１５を介して出射面１１３に導光され、出射面１１３から出射した光により原稿面が照明される。
【００２０】
導光体１１１の材料としては、ガラスなどの透光性の無機材料や、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネイト樹脂などの透光性の有機材料を用いることができる。その中でも、プラスチックなどの成型が容易な合成樹脂材料を用いることが好ましく、本実施例においてはアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）を採用している。導光体１１１のＺＸ断面の形状は、円、楕円、多角形、或いはそれらが組み合わされた形状であってもよい。
【００２１】
また、反射部１１８は、導光面１１５と対向して配置されており、導光面１１５を透過した光を拡散反射させて導光面１１５に再帰させるための部材である。反射部１１８の反射面（拡散面）は、白色シートなどの拡散部材で構成することができ、本実施例では二酸化チタンの微細粒子が混入されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ樹脂）から成る白色シートを採用している。
【００２２】
ここで、本実施例に係る導光面１１５は、第１の領域１１６、第２の領域１１７、及び第３の領域１１９の３つの領域を含んでいる。第１の領域１１６は、入射面１１２からの光を反射させて出射面１１３に導光する反射面であり、第２の領域１１７は、入射面１１２からの光を反射部１１８に向けて透過させ、反射部１１８に導光する透過部である。また、第３の領域１１９は、第１の方向に垂直な第１の断面内（ＺＸ断面内）において、反射部１１８からの光を出射面１１３に向けて偏向する偏向部である。
【００２３】
第２の領域１１７の反射部１１８と対向する側（出射面１１３とは反対側）には、第１の方向に配列された複数のプリズムが設けられている。図３に示すように、複数のプリズムは第１の方向において間隔を空けて配置されており、言い換えると第１及び第２の領域が第１の方向において交互に配置されていることになる。本実施例では、第１の領域１１６の反射面は全反射面であり、第１乃至第３の領域の夫々を同じ材料で一体成型している。
【００２４】
本実施例に係る複数のプリズムの夫々の形状は、第１の断面内と、第１の方向を含み反射部１１８の反射面に垂直な第２の断面内（ＹＺ断面内）と、の両方において矩形である直方体となっている。ここで、本実施例における矩形とは、厳密な矩形だけでなく、矩形を構成する各辺のうちの少なくとも１辺を曲線にしたものや、各頂点をなくして略円形状又は略楕円形状にしたようなもの等（略矩形）を含んでいる。なお、プリズムの形状はこれに限られるものではないが、より効率的に光を反射部に導光するためには、本実施例のように直方体とすることが好ましい。
【００２５】
第２の領域１１７を透過した光の光路について、図４を用いて説明する。図４（ａ）は、図３において破線で囲ったＡ部の拡大図であり、図４（ｂ）は、図３に示した入射面１１２の近傍の拡大図である。
【００２６】
図４（ａ）に示すように、第２の領域１１７におけるプリズムに入射した光Ａ１は、プリズムの側面で屈折しつつ導光体の外部へ出射し、反射部１１８の反射面において拡散反射（ランバート反射）する。そして、反射部１１８にて拡散反射した光Ａ２は、第１の領域１１６に入射し、出射面１１３を介して原稿１０１の原稿面に導光される。すなわち、反射部１１８の反射面は２次光源面として機能することになる。なお、出射面１１３の第１の断面内における形状は、反射部１１８の反射面からの光を原稿面における読取領域１２１に集光するように設計されている。
【００２７】
このとき、ランバート反射の特性上、光Ａ２のうち反射部１１８の反射面に垂直な方向に反射される垂直光の強度が最も高くなるため、図４（ｂ）に示すように、原稿面における光源１１０の側の端部での照度を高くすることができる。このように、本実施例に係る導光ユニット１０９は、入射面１１２から入射した光を第２の領域１１７から一旦導光体１１１の外部に向けて透過させ、その光を反射部１１８により反射させて再び導光体１１１に入射させている。この構成を採ることにより、導光体１１１を長手方向に延長することなく、被照射面の光源１１０の側の端部における照度の低下を抑制することが可能になる。
【００２８】
ここで、反射部１１８にて反射した光を効率的に導光面１１５に入射させるためには、導光面１１５と反射部１１８とを出来る限り近接して配置することが望ましい。しかし、導光面１１５と反射部１１８とを密着させてしまうと、第２の領域１１７に設けられたプリズムが欠けてしまう恐れが生じる。そのため、導光面１１５と反射部１１８とは互いに離間して（互いの間に空気層が形成されるように）配置することが望ましい。
【００２９】
また、反射部１１８の反射面から第１の領域までの距離（空気層の高さの最大値）をＤ、距離Ｄと反射部１１８の反射面から第２の領域１１７までの距離との差（複数のプリズムの高さの最大値）をＨ、とするとき、以下の条件式（１）を満たすことが望ましい。
１．０≦Ｄ／Ｈ≦３．０    ・・・（１）
【００３０】
条件式（１）の下限を下回ると、第２の領域１１７のプリズムが反射部１１８にめり込むことになり、プリズムが欠ける可能性が生じる。条件式（１）の上限値を上回ると、導光面１１５と反射部１１８との間隔が広くなり過ぎてしまい、反射部１１８で拡散反射した光が導光面１１５に到達せずに漏れ光となってしまう可能性が生じる。本実施例においては、反射部１１８から第１の領域１１６までの距離Ｄは０．５５ｍｍ、プリズムの高さＨは０．３ｍｍ、であり、Ｄ／Ｈ＝１．８ｍｍとなるため、上記条件式（１）を満たしている。
【００３１】
なお、本実施例に係る導光体１１１について、第１の方向における長さは３２０ｍｍ、導光面１１５から出射面１１３までの最大高さＴは４．５ｍｍ、２つの側面１１４の間隔ＷＬは４．６ｍｍ、第２の領域１１７（プリズム）の幅ＷＰは１．４ｍｍである。また、第３の領域１１９は、第１の断面内において、導光面１１５のうち第２の領域１１７の幅１．４ｍｍを除く３．２ｍｍの領域（片側１．６ｍｍ）に形成される。
【００３２】
（第３の領域）
第３の領域１１９は、反射部１１８にて拡散反射した光を出射面１１３に向けて偏向することで、原稿面における読取領域１２１に到達しない光（漏れ光）の発生を抑制することを可能にしている。ここで、本実施例に係る第３の領域１１９により得られる効果について説明するために、比較例として、第３の領域１１９に相当する偏向部を含まない構成を考える。
【００３３】
図５は、比較例に係る画像読取装置における、照明装置４０３の周辺の拡大図である。なお、図５では、導光面４１５における第２の領域４１７（プリズム）を含む断面を示し、かつ反射部４１８で反射して導光面４１５に入射する光の光路を示している。比較例に係る照明装置４０３は、導光体４１１の導光面４１５が偏向部（第３の領域）を含まないという点以外は、本実施例に係る照明装置１０３と同様の構成を採っている。
【００３４】
図５に示すように、反射部４１８の反射面にて拡散反射した光のうち、側面４１４を介さずに出射面４１３に入射する光Ａ３，Ａ４，Ａ５は、出射面４１３により原稿４０１の読取領域４２１に集光される。しかし、反射部４１８の反射面にて拡散反射した光のうち、側面４１４を介して出射面４１３に入射する光Ａ６，Ａ７は、読取領域４２１には到達せずに漏れ光となってしまう。これは、側面４１４にて光が全反射することにより、反射部４１８の反射面と読取領域４２１との結像関係を保てなくなってしまうからである。
【００３５】
図６は、図５に示した比較例に係る２つの照明装置４０３により原稿４０１の原稿面を照明したときの、原稿面における光量分布を示す図である。図６において、横軸は原稿面での第２の方向における読取光軸４２０からの位置を示し、縦軸は各位置における光量を示している。また、破線は片方の照明装置４０３のみで原稿面を照明したときの光量分布を示し、実線は両方の照明装置４０３で原稿面を照明したときの光量分布を示している。図６を見るとわかるように、読取光軸４２０から±３．５ｍｍの位置の付近において、光量が急に大きくなっている。これは、上述したような漏れ光が、読取領域４２１（±２ｍｍの範囲）の外側に到達してしまったためであると考えられる。
【００３６】
このような比較例に対して、本実施例では、図２に示したように、第１の断面内において、導光面１１５における第１及び第２の領域の両側に第３の領域１１９（偏向面）を設けている。この第３の領域１１９によれば、図２で示す光Ｂ１，Ｂ２のような、導光面１１５に対する入射角が大きい光を、他の面を介さずに出射面１１３に導光することができる。よって、反射部１１８の反射面から導光体１１１の側面１１４に向かう光を減らすことができるため、図５で示した光Ａ６，Ａ７のような漏れ光の発生を抑制することが可能になる。
【００３７】
図７は、図６と同様に、図２に示した本実施例に係る２つの照明装置１０３により原稿１０１の原稿面を照明したときの、原稿面における光量分布を示す図である。図７では、図６に示したような、読取領域外で光量が急に大きくなる部分が存在しないため、漏れ光の発生を抑制できていることがわかる。本実施例に係る照明装置１０３によれば、比較例に係る照明装置４０３に対して、読取領域における合計光量を増大させ、光利用効率を３．５％向上させることができる。
【００３８】
なお、第３の領域１１９の形状は、反射部１１８からの光を出射面に向けて偏向することができる形状であれば、どのような形状であってもよい。本実施例に係る第３の領域１１９は、第１の断面内において反射部１１８の反射面に対して傾斜した平面となっているが、これに限られず、第３の領域１１９を曲面で構成してもよい。
【００３９】
ここで、第１の断面内において、反射部１１８の反射面に対する第３の領域１１９の平均傾斜角度をθとするとき、以下の条件式（２）を満たすことが望ましい。なお、平均傾斜角度θは、第３の領域１１９が平面である場合は、それと反射部１１８の反射面との成す角度を示し、第３の領域１１９が平面でない場合は、それを１次の傾きでフィッティングしたときの反射部１１８の反射面との成す角度を示す。
１０≦θ≦３０    ・・・（２）
【００４０】
条件式（２）の下限を下回ると、第３の領域１１９の平均傾斜角度が小さくなり過ぎてしまい、第３の領域１１９により光を適切に偏向できなくなり、漏れ光の発生を抑制することが難しくなる。条件式（２）の上限を上回ると、反射部１１８で拡散反射した光が第３の領域１１９に到達せずに漏れ光となってしまう可能性が生じる。本実施例においては、第３の領域１１９の平均傾斜角度はθ＝１４°であり、条件式（２）を満たしている。
【００４１】
以上、本実施例に係る導光ユニット１０９によれば、導光体１１１の大型化を抑制しつつ、被照射面の光源１１０の側の端部における照度の低下を抑制することができる。さらに、漏れ光の発生による読取領域での光量の低下を抑制し、光利用効率を向上させることを可能にしている。
【００４２】
［実施例２］
以下、本発明の実施例２に係る導光ユニット、照明装置、及び画像読取装置について詳細に説明する。本実施例に係る画像読取装置は、導光ユニット以外については実施例１に係る画像読取装置１００の構成と同様であるため、それについての説明を省略する。
【００４３】
図８は、本実施例に係る照明装置２０３の要部概略図である。本実施例に係る導光体２１１においては、実施例１に係る導光体１１１と比較して、２つの側面２１４の間隔が狭く、かつ反射部２１８から第１の領域２１６までの距離が短くなっている。また、導光体１１１の第３の領域１１９とは異なり、導光体２１１の第３の領域２１９は多段になっている。
【００４４】
本実施例においては、反射部２１８から第１の領域２１６までの距離Ｄは０．３５ｍｍ、プリズムの高さＨは０．３ｍｍ、であり、Ｄ／Ｈ＝１．２ｍｍとなるため、上記条件式（１）を満たしている。２つの側面２１４の間隔ＷＬは４．０ｍｍ、第２の領域２１７（プリズム）の幅ＷＰは１．４ｍｍである。また、第３の領域２１９は、第１の断面内において、導光面２１５のうち第２の領域２１７の幅１．４ｍｍを除く２．６ｍｍの領域（片側１．３ｍｍ）に形成される。
【００４５】
図８に示すように、本実施例に係る第３の領域２１９は、第１の断面内において、第１及び第２の領域の両側の夫々に設けられた第１の偏向面２１９ａ及び第２の偏向面２１９ｂから成る。そして、反射部２１８の反射面に対する第１の偏向面２１９ａ及び第２の偏向面２１９ｂの平均傾斜角度は、互いに異なっている。
【００４６】
図８に示した光Ｃ１〜Ｃ４は、第３の領域２１９が無かった場合には、側面２１４で全反射して、読取領域２２１に到達せずに漏れ光となってしまう光である。本実施例では、導光面２１５における第２の領域２１７に近い側に入射する光Ｃ１，Ｃ２を第１の偏向面２１９ａにより偏向し、導光面２１５における側面２１４に近い側に入射する光Ｃ３，Ｃ４を第２の偏向面２１９ｂにより偏向している。
【００４７】
ここで、導光面２１５における第２の領域２１７に近い側に入射する光Ｃ１，Ｃ２の入射角よりも、導光面２１５における側面２１４に近い側に入射する光Ｃ３，Ｃ４の入射角の方が大きくなる傾向にある。そこで、第２の領域２１７に最も近い第１の偏向面２１９ａの平均傾斜角度をθ１、第２の領域２１７から最も遠い第２の偏向面２１９ｂの平均傾斜角度をθ２、とするとき、以下の条件式（３）を満たすことが望ましい。
θ２＞θ１    ・・・（３）
【００４８】
条件式（３）を満たすことにより、反射部２１８にて反射されて側面２１４に向かう光のうち、導光面２１５に対する入射角が互いに異なる光の夫々を、効率的に出射面２１３に導光することが可能になる。本実施例においては、第１の偏向面２１９ａ及び第２の偏向面２１９ｂの平均傾斜角度は夫々θ１＝１６°、θ２＝２３°であり、条件式（２）及び（３）を満たしている。なお、第３の領域２１９の段数（偏向面の数）は、本実施例に限られるものではなく、第１及び第２の領域の両側の夫々に３以上の偏向面を設けてもよい。
【００４９】
図９は、図６と同様に、図８に示した本実施例に係る２つの照明装置２０３により原稿２０１の原稿面を照明したときの、原稿面における光量分布を示す図である。図９では、図６に示したような、読取領域外で光量が急に大きくなる部分が存在しないため、漏れ光の発生を抑制できていることがわかる。本実施例に係る照明装置２０３によれば、比較例に係る照明装置４０３に対して、読取領域における合計光量を増大させ、光利用効率を４．１％向上させることができる。
【００５０】
［実施例３］
以下、本発明の実施例３に係る導光ユニット、照明装置、及び画像読取装置について詳細に説明する。本実施例に係る画像読取装置は、導光ユニット以外については実施例１に係る画像読取装置１００の構成と同様であるため、それについての説明を省略する。
【００５１】
図１０は、本実施例に係る照明装置３０３の要部概略図である。本実施例に係る導光体３１１においては、実施例１に係る導光体１１１と比較して、２つの側面３１４の間隔が狭く、かつ反射部３１８から第１の領域３１６までの距離が短くなっている。また、導光体１１１の第３の領域１１９とは異なり、導光体３１１の第３の領域３１９は曲面になっている。
【００５２】
本実施例においては、反射部３１８から第１の領域３１６までの距離Ｄは０．３５ｍｍ、プリズムの高さＨは０．３ｍｍ、であり、Ｄ／Ｈ＝１．２ｍｍとなるため、上記条件式（１）を満たしている。２つの側面３１４の間隔ＷＬは４．３ｍｍ、第２の領域３１７（プリズム）の幅ＷＰは１．４ｍｍである。また、第３の領域３１９は、第１の断面内において、導光面３１５のうち第２の領域３１７の幅１．４ｍｍを除く２．９ｍｍの領域（片側１．４５ｍｍ）に形成される。
【００５３】
本実施例に係る第３の領域３１９は、面頂点における法線に対応する中心軸（光軸）に対して、非回転対称な自由曲面となっている。ここで、第１の断面内において、面頂点を原点、原点を通る法線方向の軸をＺ軸、原点を通りＺ軸と直交する面内方向の軸をＸ軸、原点を通りＺ軸及びＸ軸と直交する軸をＹ軸とする。そして、原点での曲率をｃ、コーニック定数をｋ、原点において光軸と直交する平面内での原点からの距離をｈ、非球面係数をＣｎ，ｍ（ｎ，ｍは正の整数）、とするとき、第３の領域３１９の形状は以下の式（４）により定義される。
【００５４】
【数１】
2017118201.tif 000003
【００５５】
本実施例においては、曲率ｃ＝０、コーニック定数ｋ＝０、であり、非球面係数Ｃｎ，ｍのうち、Ｃ０，２＝０．０４、Ｃ０，４＝０．０１５、であり、それ以外の係数は０である。なお、第３の領域３１９を表す定義式は、上記式（４）で示したようなＸＹ多項式に限られるものではなく、他の定義式で第３の領域３１９を表すことも可能である。本実施例では、上記式（４）を１次の傾きでフィッティングして求めた平均傾斜角度はθ＝１８°であり、条件式（２）を満たしている。
【００５６】
図１１は、図６と同様に、図１０に示した本実施例に係る２つの照明装置３０３により原稿３０１の原稿面を照明したときの、原稿面における光量分布を示す図である。図１１では、図６に示したような、読取領域外で光量が急に大きくなる部分が存在しないため、漏れ光の発生を抑制できていることがわかる。本実施例に係る照明装置３０３によれば、比較例に係る照明装置４０３に対して、読取領域における合計光量を増大させ、光利用効率を３．４％向上させることができる。
【００５７】
［変形例］
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。
【００５８】
例えば、上述した各実施例に係る導光体においては、第１及び第２の領域の両側に第３の領域を対称的に設けているが、この構成に限られるものではない。必要に応じて、各実施例に係る構成を組み合わせるなどして、両側の第３の領域を非対称な形状としてもよく、あるいは片側のみに第３の領域を設けた構成を採ってもよい。すなわち、第３の領域は、少なくとも、漏れ光となり得る光を偏向して読取領域に導光できる構成であればよい。
【００５９】
なお、上述した各実施例に係る画像読取装置においては、読取光軸を挟んで２つの照明装置を対称的に配置しているが、この構成に限られるものではない。例えば、一方の照明装置における導光体に出射面を２つ設け、他方の照明装置の代わりに反射部材を配置した構成を採ってもよい。この場合、一方の出射面から出射した光を直接原稿面に導光し、かつ他方の出射面から出射した光を反射部材により偏向して原稿面に導光することで、読取光軸を挟んで両側から原稿面を照明することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１０９  導光ユニット
１１１  導光体
１１２  入射面
１１３  出射面
１１５  導光面
１１６  第１の領域
１１７  第２の領域
１１８  反射部
１１９  第３の領域
【図１】
2017118201.tif 000004
【図２】
2017118201.tif 000005
【図３】
2017118201.tif 000006
【図４】
2017118201.tif 000007
【図５】
2017118201.tif 000008
【図６】
2017118201.tif 000009
【図７】
2017118201.tif 000010
【図８】
2017118201.tif 000011
【図９】
2017118201.tif 000012
【図１０】
2017118201.tif 000013
【図１１】
2017118201.tif 000014