線状照明装置および画像読取装置
【課題】点光源を列状に配置した光源アレイを用いて、長手方向に均一な照度分布の線状光を照射する線状照明装置およびこれを備えた画像読取装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る線状照明装置は、光源アレイと、光源アレイの全長にわたって延在する導光レンズを具備する。導光レンズの入光面は、第１の入光面と第２の入光面から構成され、導光レンズの出光面は、第１の入光面で屈折した光が通過する第１の出光面と、第２の入光面で屈折し、かつ側部反射面で反射した光が通る第２の出光面とから構成される。導光レンズは、第１および第２の出光面を通過して出射された光が、それぞれ線状照明装置から所定の距離離間した被照射面を重畳照射するように構成されている。
【解決手段】本発明に係る線状照明装置は、光源アレイと、光源アレイの全長にわたって延在する導光レンズを具備する。導光レンズの入光面は、第１の入光面と第２の入光面から構成され、導光レンズの出光面は、第１の入光面で屈折した光が通過する第１の出光面と、第２の入光面で屈折し、かつ側部反射面で反射した光が通る第２の出光面とから構成される。導光レンズは、第１および第２の出光面を通過して出射された光が、それぞれ線状照明装置から所定の距離離間した被照射面を重畳照射するように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線状の照明光を提供する照明装置、およびかかる照明装置を光源として具備した画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ、スキャナその他の光学式画像読取装置においては、画像情報を含む対象物に対して、光を照射し、その反射光を検出することによって、画像情報の認識が行われる。
【０００３】
近年、この光照射に用いられる光源として、寿命が長く、消費電力が低い発光ダイオード（ＬＥＤ）が注目を集めている。例えば点光源であるＬＥＤをアレイ状に並置して疑似的に線状の照明光を提供するというものが知られているが、長手方向に明暗のムラが生じる、光の利用効率が低い等種々の問題があった。
【０００４】
特許文献１は、ＬＥＤアレイに平行して延在する集光レンズを用いて、ＬＥＤから放射状に放出される光を被照射面に集光する発明を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２５３４７７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、特許文献１に記載の発明は、集光レンズが被照射面上の一点に集光するように設計された集光レンズを用いており、被照射面全体にわたって所望の照射光を得るために精緻な位置合せが必要であった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、次の構成を採用する。
【０００８】
つまり、本発明に係る線状照明装置は、間隔をおいて線状に並置された複数の点光源を備えた光源アレイと、前記光源アレイの出光側において光源アレイの全長にわたって延在し、前記光源アレイからの光が通過する入光面および出光面、並びに入射光を反射する側部反射面を有する導光レンズと、を具備し、前記導光レンズの入光面は、第１の入光面と第２の入光面から構成され、前記導光レンズの出光面は、前記第１の入光面で屈折した光が通過する第１の出光面と、前記第２の入光面で屈折し、かつ前記側部反射面で反射した光が通る第２の出光面とから構成され、前記導光レンズは、第１および第２の出光面を通過して出射された光が、それぞれ当該線状照明装置から所定の距離離間した被照射面を重畳照射するように構成されたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る画像読取装置は、画像情報を含む被照射物に対して方向づけされた上記線状照明装置と、被照射物で反射された光を検出可能な検出手段とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＬＥＤ等の点光源を用いて線状照明装置を構成した場合であっても、被照射面に対して所望な照度分布の光を確実に得ることができる。
【００１１】
また、本発明によれば、各構成部品の製造時およびこれらの取付時に発生するバラツキの影響を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る線状照明装置の構成を示す分解斜視図。
【図２】本発明に係る導光レンズの断面形状を説明する側断面図。
【図３】第１の入光面を通る光の経路を示す概念図。
【図４】第２の入光面を通る光の経路を示す概念図。
【図５】第２の入光面を通る光の経路を示す概念図。
【図６】本発明に係る線状照明装置と比較例について、長手方向の照度分布を示す図。
【図７】本発明に係る線状照明装置と比較例について、短手方向の照度分布を示す図。
【図８】本発明に係る線状照明装置において、ＬＥＤの取付け位置をＸ方向にずらした状態での短手方向の照度分布を示す図。
【図９】本発明に係る線状照明装置において、ＬＥＤの取付け位置をＹ方向にずらした状態での短手方向の照度分布を示す図。
【図１０】本発明に係る線状照明装置において、ＬＥＤの取付け位置をＹ方向にずらした状態での短手方向の照度分布を示す図。
【図１１】比較例に係る導光レンズの形態を示す図。
【図１２】比較例に係る線状照明装置において、ＬＥＤの取付け位置をＸ方向にずらした状態での短手方向の照度分布を示す図。
【図１３】比較例に係る線状照明装置において、ＬＥＤの取付け位置をＹ方向にずらした状態での短手方向の照度分布を示す図。
【図１４】比較例に係る線状照明装置において、ＬＥＤの取付け位置をＹ方向にずらした状態での短手方向の照度分布を示す図。
【図１５】本発明に係る画像読取装置の構成例について説明する図。
【図１６】本発明に係る導光レンズの他の実施形態について説明する図。
【図１７】本発明に係る導光レンズの他の実施形態について説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本明細書に添付した図面を参照して本発明の実施形態について詳説する。
まず、図１および図２を参照して、本発明の実施形態の構成について説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態において、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）４１を列状に実装したＬＥＤアレイ４と、各ＬＥＤ４１の出射光を導光する導光レンズ１０をそれぞれ示す分解斜視図である。図２は、導光レンズ１０の断面形状を説明するための側断面図である。
【００１５】
ＬＥＤアレイ４は、アルミニウム（Ａｌ）等の金属または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の良好な熱伝導率を有するセラミックス等から形成された長尺の基板４２と、基板４２上に所定の間隔をおいて実装された複数のＬＥＤ４１から構成される。
【００１６】
ＬＥＤ４１の間隔は、特定の範囲に限定されるものではなく、ＬＥＤ４１の出力、ＬＥＤ４１と所望の被照射面２５（図３参照）との距離、および用途に応じて要求される均斉度等の種々の要因を考慮して決定される。しかし、ＬＥＤ４１の間隔を小さくするとＬＥＤの使用数が多くなりコストが増大し、一方で間隔を大きくすると隣接するＬＥＤの出射光との混合が困難になりＬＥＤアレイ４の長手方向に沿って明暗の縞が現れるので、一般にこの間隔は、実験やシミュレーションを通じて最適な範囲に定められる。
【００１７】
導光レンズ１０は、凹状に形成された入光部１２がＬＥＤ４１の表面を包囲するように配設され、ネジ止めその他公知の手段を用いて組み付けられる。導光レンズ１０を固定する支持部材を別途設けてもよい。導光レンズ１０は、例えばＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）またはＰＣ（ポリカーボネート）等の透明な樹脂材料から形成され、少なくともＬＥＤアレイ４と同程度の長さをもつように形成される。
【００１８】
導光レンズ１０は、図２の側断面図から明らかなように、ＬＥＤアレイ４の基板４２（図２では図示省略）の法線に対して左右対称となるように形成され、長手方向に沿って一様な断面を有する。導光レンズ１０は、射出成型など公知の手段によって一体成形され、その外廓は、主として入光面１２ａ，１２ｂ，１２ｃ、側部反射面１４ｂ，１４ｃ、出光面１６ａ，１６ｂ，１６ｃから構成される。
【００１９】
凹状に窪んだ形状の入光部１２は、ＬＥＤ４１の光軸（図２紙面の上下方向）と交わる入光面１２ａ（第１の入光面）と、入光面１２ａの両端からそれぞれ下方に向かって延在する入光面１２ｂ，１２ｃ（第２の入光面）とから構成される。
一般にＬＥＤ４１は、光軸を中心として放射状に広がりをもって発光するいわゆるランバーシャン配光分布を有する。したがって、光軸を中心として狭角（例えば光軸に対して±４０度未満）に放出された光は、入光面１２ａを通過し、他方、光軸に対して広角に放出された光は、入光面１２ｂまたは入光面１２ｃを通って導光レンズ１０に入射する。
【００２０】
入光面１２ａは、所定の曲率半径（例えばＲ＝４ｍｍ）を有する凸状の曲面である。入光面１２ａの反対側には凸状に形成された、非球面の多項式で表現される出光面１６ａ（第１の出光面）が形成される。例えば出光面１６ａは、曲率半径Ｒ＝８ｍｍ、コーニック定数Ｋ＝７のコーニック面とすることができる。また、出光面１６ａの幅は、入光面１２ａの幅よりも大きく形成されている。
【００２１】
入光面１２ｂおよび入光面１２ｃは、それぞれＬＥＤ４１の光軸に対して、例えば約５度傾斜した略平面からなる。上述したように、入光面１２ｂおよび入光面１２ｃは、主に広角、例えば光軸に対して±３５〜９０度の方向に放出された光が通過するように位置決めされる。
【００２２】
出光面１２ａの左右両側には、入光面１２ｂおよび入光面１２ｃから入射した光が通過する出光面１６ｂ，１６ｃ（第２の出光面）が形成される。出光面１６ｂ，出光面１６ｃは、後述するように、通過する光が照射対象に対してそれぞれ到達するように、ＬＥＤ４１の光軸に対して約４０〜５０度の角度傾斜して延在する。
【００２３】
入光面１２ｂと出光面１６ｂの間、および入光面１２ｃと出光面１６ｃの間に、側部反射面１４ｂ，１４ｃが形成される。側部反射面１４ｂ，１４ｃは、例えば曲率半径Ｒ＝２．３ｍｍ、コーニック定数Ｋ＝−１．３のコーニック面等からなる非球面である。
【００２４】
足部１８ｂは、入光面１２ｂと側部反射面１４ｂの端部とからそれぞれ下方に延在する。足部１８ｃは、足部１８ｂと対称に形成され、入光面１２ｃと側部反射面１２ｃの端部からそれぞれ下方に延在している。入光面１２ｂまたは入光面１２ｃを含む導光レンズ１０の導光に寄与する部分と、足部１８ｂ，１８ｃとの境界は明確である必要はなく、ＬＥＤ４１の出射光が実質的に直接到達し得ない部分を本明細書では足部１８ｂ，１８ｃと称する。したがって、足部１８ｂ，１８ｃは、光学的特性からは特定の形状に限定されるものではない。ただし、足部の高さについては、ＬＥＤ４１と導光レンズ１０の距離が光学的要件を満足する範囲を考慮して設計する必要がある。
【００２５】
次に、ＬＥＤ４１の出射光が、導光レンズ１０内を通過する経路について図３〜図５を参照して説明する。
【００２６】
図３は、入光面１２ａおよび出光面１６ａを通過する光の経路を示した図である。なお、分かりやすいように、入光面１２ｂ，１２ｃに入射する光は省略してある。出射光は、まず入光面１２ａと周囲の雰囲気（空気）との屈折率の差によりその境界で屈折する。図示したように、入光面１２ａを凸状に形成したため、入光面１２ａを通過した光は、光幅方向に集光される。
【００２７】
入射光は、導光レンズ１０内部を略直進し、出光面１６ａに到達する。出光面１６ａで、光は再び屈折し、被照射面２５に向かってさらに集光される。図示したように、入光面１２ａおよび出光面１６ａを通って導出された光は、被照射面２５の全体をカバーする照射光となる。
【００２８】
次に、図４を参照し、入光面１２ｂおよび出光面１６ｂを通過する光の経路を説明する。
図４では簡単のために入光面１２ａ，１２ｃを通る光は省略する。ＬＥＤアレイ４の出射光は、入光面１２ｂで屈折し、側面反射面１４ｂに到達する。光は、側部反射面１４ｂで全反射し、出光面１６ｂでさらに屈折して外部に放出される。図示したように、入光面１２ｂを通過して導光レンズ１０を出た光は、被照射面２５の全体をカバーする照射光となる。
【００２９】
入光面１２ｂ、側部反射面１４ｂおよび出光面１６ｂの形状は、上述した具体例に限定されない。例えば、入光面１２ｂと側部反射面１４ｂは、入光面１２ｂで屈折された光が側部反射面に対して少なくとも臨界角を超える角度で到達するように調整すればよい。すなわち、ＬＥＤアレイ４の出射光が、入光面１２ｂでの屈折、側部反射面１４ｂでの全反射、出光面１６ｂでの屈折を通じて、被照射面２５の全体をカバーするように光学設計されたものであれば、本発明に適用することができる。
【００３０】
図５は、入光面１２ｃを通って導光レンズ１０に導かれる光の経路について説明する概念図である。本実施形態においては、導光レンズ１０をＬＥＤ４１の光軸方向について対称のものを用いるため、入光面１２ｃを通る光は、入光面１２ｂを通る光と同様に説明することができる。つまり、ＬＥＤ４１の光軸から広角に放出された光は、入光面１２ｃにおける屈折、側部反射面１４ｃにおける全反射、出光面１６ｃを経て、被反射面２５の全体をカバーする光として導光レンズ１０から導出される。
【００３１】
次に、図６および図７を参照して、本発明に係る線状照明装置１の光学的特性について説明する。
図６は、本実施形態に係る導光レンズ１０を装着した線状照明装置１と、かかる導光レンズを具備しない線状照明装置とにおいて、線状照明装置の長手方向についてその照度分布をそれぞれ示す。また、図７は、図６と同じ条件で各々の線状照明装置について短手方向の照度分布を示す。
【００３２】
図６および図７において、図中の横軸は、線状照明装置１の長手方向について、その計測位置を表し、縦軸は、導光レンズ１０を用いない条件（図中の破線）におけるＬＥＤアレイ４の最大照度の値を１とした線状照明装置１の相対照度を表す。なお、本明細書に添付したデータは、いずれもＯＲＡ社（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ）製の光学シミュレーションソフトＬｉｇｈｔＴｏｏｌｓ（登録商標）を用いて得られたシミュレーションの結果である。
【００３３】
ＬＥＤアレイ４は、出力７．１ｌｍのＬＥＤを１８個、それぞれ９ｍｍの等間隔で一列に配置した。入光面１２ａには光軸に対して±３７．５度未満の範囲の光線が入射するものとし、入光面１２ｂ，１２ｃは、±約３７．５〜９０度の範囲の光線が入射するものとした。入光面１２ａの頂部からＬＥＤ４１の表面までの距離は１．５ｍｍに設定した。出光面１６ａの凸部から測定点である被照射面２５までの距離は８ｍｍに設定した。また、線状照明装置１の長手方向の長さは約１６０ｍｍとした。一方、導光レンズ１０を具備しない比較例は、ＬＥＤ表面から８ｍｍの位置に測定点を設けた。
【００３４】
図６から明らかなように、導光レンズ１０を具備しない比較例では、ＬＥＤアレイを構成するＬＥＤが直下に位置する測定点において、照度が相対的に大きく現れた。その結果、ＬＥＤアレイの長手方向に凹凸のパターン、いわゆるリップルが発生し、均斉度が低い線状光となってしまう。リップルの発生を抑えるために、ＬＥＤの間隔を狭めて暗部の出現を抑える手法およびＬＥＤアレイと被照射面との距離を離すことで隣り合うＬＥＤどうしの出射光の混合を促す手法とが知られている。しかし、前者の場合、ＬＥＤの使用数増に伴うコスト、消費電力の増大が問題となり、後者の場合、線状照明装置の厚みが増し、設計の自由度が損なわれる。
【００３５】
これに対し、本発明に係る導光レンズを用いた線状照明装置１の場合、線状照明装置１の長手方向に沿って略一定の照度分布が得られる。さらに、図７から明らかなように、本発明に係る線状照明装置の場合、被照射面上の必要な幅に集光することが可能であるため、全体として照度を高めることができる。
【００３６】
このように本発明に係る導光レンズ１０を使用することによって、線状光の均斉度の向上に加え、全体の照度も格段に増大させることができる。より具体的には、本実施形態によれば、被照射面の有効幅を短手方向に５ｍｍ（図中±２．５ｍｍの範囲）と設定した場合、０．９以上の均斉度が達成できることが確認された。
【００３７】
これは、導光レンズ１０を具備しない場合において、広角の光線が被照射面に到達せずに迷光となっていたのに対し、本発明に係る線状照明装置１では、広角の光線が導光レンズ１０によって屈折・反射して被照射面に導かれるだけでなく、被照射面全体をカバーするように幅のある光として導かれるため、単に照度が増すだけでなく、均斉度も向上すると考えられる。
【００３８】
なお、このシミュレーションは、線状照明装置の長手方向の長さを変えても同様の結果が得られる。したがって、本発明は、多くの画像読取装置で採用されている３００〜３６０ｍｍの長さの線状照明装置にも適用できる。
【００３９】
続いて、図８〜図１４を参照して、製造時のバラツキに起因する位置ずれの影響について説明する。図８〜図１０は、本発明に係る導光レンズ１０を用いた実施形態について、位置ずれの影響を示すシミュレーション結果である。図１２〜図１４は、図１１に示した比較例に係る導光レンズ９４を用いた場合のシミュレーション結果である。
【００４０】
図８は、光源であるＬＥＤ４１を＋Ｘ方向（図３参照）に０．１ｍｍと０．２ｍｍだけそれぞれ変位させた条件で計算した結果である。変位０ｍｍｍの場合（実線）である設計条件と比較しても、０．１ｍｍ（破線）、０．２ｍｍ（一点鎖線）ずらした場合の照度分布は略同じ外形を有しており、必要な被照射面上での照度は略均一であって、位置ずれの影響はほとんどないと考えられる。
【００４１】
図９および図１０は、それぞれ＋Ｙ方向と−Ｙ方向に０．１ｍｍ、０．２ｍｍだけ変位させた結果であるが、多少照度が全体的に増減するものの、中央付近で略均一の照度を有する傾向には影響が見られない。
【００４２】
次に、比較例として、図１１に示した導光レンズ９４を具備した線状照明装置９０をモデルとしてシミュレーションを行った。導光レンズ９４は、本発明と同様に、広角の光線を側部反射面で反射させて利用効率を高めるタイプのものである。しかし、この比較例では、本発明とは異なり、光軸方向に出射された光線が被照射面の中央部分に照射され、広角に出射されて側部反射面で反射された光線が、被照射面の両端近傍に照射されるように構成されている。
【００４３】
導光レンズ９４を具備した線状照明装置９０において、被照射面９５上の照度分布を計算したシミュレーション結果を図１２〜図１４に示す。
【００４４】
図１２は、変位０ｍｍの設計条件の場合（実線）、＋Ｘ方向に０．１ｍｍ変位させた場合（破線）、および＋Ｘ方向に０．２ｍｍ変位させた場合（一点鎖線）のそれぞれについて、短手方向の相対照度を比較したものである。
【００４５】
変位０ｍｍのとき、本発明の導光レンズ１０には若干劣るが、概ね均一な照度分布の線状光が得られている。しかし、０．１ｍｍまたは０．２ｍｍ変位させた場合は、照度分布が顕著に変化した。
【００４６】
図１３および図１４は、上記比較例に係る線状照明装置９０について同様の条件で、＋Ｙ方向、−Ｙ方向にそれぞれ０．１ｍｍ、０．２ｍｍ変位させた場合の影響を示す。
【００４７】
このときも同様に、変位０ｍｍのときに良好な照度分布が得られているにもかかわらず、０．１ｍｍまたは０．２ｍｍ変位させた場合には、照度のばらつきが顕著である。
【００４８】
以上のとおり、本発明に係る導光レンズ１０は、点光源であるＬＥＤ４１ないしはＬＥＤアレイ４との位置関係について許容誤差を大きくとることができる。このことは、単に製造コストの低廉化につながるだけでなく、ＬＥＤ４１の発熱によって導光レンズ１０の変形した場合であっても光学的な影響を最小限に抑えることができる利点がある。
【００４９】
図１５は、本発明の線状照明装置１を採用し得る画像読取装置の構成例を示す図であり、いわゆる縮小光学系のタイプの画像読取装置８０を概念的に説明するための図である。
【００５０】
画像読取装置８０は、原稿台３０を備えた筐体８２から構成され、筐体８２内には、光源装置４０が収容されている。画像読取装置８０を動作させると、線状照明装置１から、原稿台３０に載置された読取用紙に対して光が照射される。線状照明装置の出射光は、図中に示した破線の経路に従って、ミラー４１，４３，４５，４７，４９で反射され、レンズ５０を通って撮像素子６０（検出手段）に入光する。光源装置４０が図中の矢印方向に移動しながらこの動作を連続的に行うことで、読取用紙に描かれた画像情報が検出される。
【００５１】
このように、本発明に係る線状照明装置１は、例えば従来の画像読取装置で採用されていた外面電極蛍光ランプ等の長尺なランプをそのまま置き換える形で使用することができる。
【００５２】
図１６および図１７は、本発明に係る他の実施形態を示す図である。導光レンズ１０の他の例について、出光面１２ａおよび即部反射面１４ｂなどは上述した具体例に限定されないことは既に述べたとおりである。ここでは、足部１８の変形例を含む導光レンズ１００，１０１を説明する。
【００５３】
図１６に示した導光レンズ１００は、足部１８を省略して、側部反射面１４０ｂ，１４０ｃを入光面１２０ｂ，１２０ｃと交わるまで延伸した形態である。この形態では、側部反射面と不連続であり、光学的に必ずしも必要ではない足部１８ｂ，１８ｃが存在しないため、迷光が生じにくくなり、効率の向上が期待できる。
【００５４】
図１７に示した導光レンズ１０１は、足部１８１ｂ，１８１ｃを左右方向に延伸した形態である。この形態の場合、足部１８１ｂ，１８１ｃが十分に大きいのでネジ止め等の作業が容易になる。
【００５５】
（他の実施形態）
他の実施形態として、ＬＥＤアレイのＬＥＤ間の距離を１０ｍｍにした場合の導光レンズの設計例を説明する。この条件で光学設計を最適化すると、光軸に対して±約３７．５度以下の範囲の光が入射する入光面（第１の入光面）が曲率半径Ｒ＝４．４ｍｍの凸面、入射光が通る出光面（第１の出光面）が曲率半径Ｒ＝８．８ｍｍ、コーニック定数Ｋ＝７のコーニック面となった。±約３７．５度〜９０度の範囲の光が入射する入光面（第２の入光面）は、約５度傾斜した平面となり、側部反射面は、曲率半径Ｒ＝２．３ｍｍ、コーニック定数Ｋ＝−１．４のコーニック面となった。側部反射面で反射された光が通る出光面（第２の出光面）は、約４６度に傾斜した面となった。そして、第１の入光面とＬＥＤまでの距離は２．１ｍｍとなり、上述した実施形態と比べて０．６ｍｍ離れていることになった。図示しないが、この実施形態の導光レンズについて照度分布を調べても同様の良好な結果が得られることが確認できた。
【００５６】
上述した実施形態では、比較的広角な放射光を放出するＬＥＤを例に説明したが、本発明は、被照射面の大きさに比べて十分に小さく、実質的に点光源とみなし得る他の微小な光源（例えば半導体レーザ等）をアレイ状に並べて用いる場合にも、レンズ形状または光源のピッチ等の諸要素を変更することで同様に適用することができる。また、本発明の光源として利用するＬＥＤは、黄色の蛍光体を励起して白色光を出射するタイプのＬＥＤでも、ＲＧＢ各色を微細領域に実装してなるマルチチップのＬＥＤを採用してもよいことはいうまでもない。
【００５７】
さらに、上述した実施形態では、ＬＥＤを一列に並べた一列のＬＥＤアレイを例に説明したが、ＬＥＤを２つ並置した２列のＬＥＤアレイを採用してもよい。つまり、２列のＬＥＤに対して単一の導光レンズを組み合わせてもよい。またその際、２列のＬＥＤは、互い違いになるように、千鳥状に配置することもできる。
【００５８】
本発明に係る導光レンズは、必ずしもどの断面でも同一の形状である必要はない。例えば、ＬＥＤと対向する箇所と、ＬＥＤが配置されていない箇所とで、入光面および出光面の形状を異ならしめることもできる。
【００５９】
また、本発明に係る導光レンズは、必ずしも上述した実施形態のように断面が左右対称である必要はない。例えばＬＥＤの配光分布に応じて非対称のものであってもよいし、その他の要求に応じて非対称とすることもできる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 線状照明装置
４ ＬＥＤアレイ
４１ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
１０ 導光レンズ
１２ａ 第１の入光面
１２ｂ 第２の入光面
１２ｃ 第２の入光面
１６ａ 第１の出光面
１６ｂ 第２の出光面
１６ｃ 第２の出光面
１４ｂ 側部反射面
１４ｃ 側部反射面
２５ 被照射面
８０ 画像読取装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線状の照明光を提供する照明装置、およびかかる照明装置を光源として具備した画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ、スキャナその他の光学式画像読取装置においては、画像情報を含む対象物に対して、光を照射し、その反射光を検出することによって、画像情報の認識が行われる。
【０００３】
近年、この光照射に用いられる光源として、寿命が長く、消費電力が低い発光ダイオード（ＬＥＤ）が注目を集めている。例えば点光源であるＬＥＤをアレイ状に並置して疑似的に線状の照明光を提供するというものが知られているが、長手方向に明暗のムラが生じる、光の利用効率が低い等種々の問題があった。
【０００４】
特許文献１は、ＬＥＤアレイに平行して延在する集光レンズを用いて、ＬＥＤから放射状に放出される光を被照射面に集光する発明を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２５３４７７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、特許文献１に記載の発明は、集光レンズが被照射面上の一点に集光するように設計された集光レンズを用いており、被照射面全体にわたって所望の照射光を得るために精緻な位置合せが必要であった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、次の構成を採用する。
【０００８】
つまり、本発明に係る線状照明装置は、間隔をおいて線状に並置された複数の点光源を備えた光源アレイと、前記光源アレイの出光側において光源アレイの全長にわたって延在し、前記光源アレイからの光が通過する入光面および出光面、並びに入射光を反射する側部反射面を有する導光レンズと、を具備し、前記導光レンズの入光面は、第１の入光面と第２の入光面から構成され、前記導光レンズの出光面は、前記第１の入光面で屈折した光が通過する第１の出光面と、前記第２の入光面で屈折し、かつ前記側部反射面で反射した光が通る第２の出光面とから構成され、前記導光レンズは、第１および第２の出光面を通過して出射された光が、それぞれ当該線状照明装置から所定の距離離間した被照射面を重畳照射するように構成されたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る画像読取装置は、画像情報を含む被照射物に対して方向づけされた上記線状照明装置と、被照射物で反射された光を検出可能な検出手段とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＬＥＤ等の点光源を用いて線状照明装置を構成した場合であっても、被照射面に対して所望な照度分布の光を確実に得ることができる。
【００１１】
また、本発明によれば、各構成部品の製造時およびこれらの取付時に発生するバラツキの影響を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る線状照明装置の構成を示す分解斜視図。
【図２】本発明に係る導光レンズの断面形状を説明する側断面図。
【図３】第１の入光面を通る光の経路を示す概念図。
【図４】第２の入光面を通る光の経路を示す概念図。
【図５】第２の入光面を通る光の経路を示す概念図。
【図６】本発明に係る線状照明装置と比較例について、長手方向の照度分布を示す図。
【図７】本発明に係る線状照明装置と比較例について、短手方向の照度分布を示す図。
【図８】本発明に係る線状照明装置において、ＬＥＤの取付け位置をＸ方向にずらした状態での短手方向の照度分布を示す図。
【図９】本発明に係る線状照明装置において、ＬＥＤの取付け位置をＹ方向にずらした状態での短手方向の照度分布を示す図。
【図１０】本発明に係る線状照明装置において、ＬＥＤの取付け位置をＹ方向にずらした状態での短手方向の照度分布を示す図。
【図１１】比較例に係る導光レンズの形態を示す図。
【図１２】比較例に係る線状照明装置において、ＬＥＤの取付け位置をＸ方向にずらした状態での短手方向の照度分布を示す図。
【図１３】比較例に係る線状照明装置において、ＬＥＤの取付け位置をＹ方向にずらした状態での短手方向の照度分布を示す図。
【図１４】比較例に係る線状照明装置において、ＬＥＤの取付け位置をＹ方向にずらした状態での短手方向の照度分布を示す図。
【図１５】本発明に係る画像読取装置の構成例について説明する図。
【図１６】本発明に係る導光レンズの他の実施形態について説明する図。
【図１７】本発明に係る導光レンズの他の実施形態について説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本明細書に添付した図面を参照して本発明の実施形態について詳説する。
まず、図１および図２を参照して、本発明の実施形態の構成について説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態において、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）４１を列状に実装したＬＥＤアレイ４と、各ＬＥＤ４１の出射光を導光する導光レンズ１０をそれぞれ示す分解斜視図である。図２は、導光レンズ１０の断面形状を説明するための側断面図である。
【００１５】
ＬＥＤアレイ４は、アルミニウム（Ａｌ）等の金属または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の良好な熱伝導率を有するセラミックス等から形成された長尺の基板４２と、基板４２上に所定の間隔をおいて実装された複数のＬＥＤ４１から構成される。
【００１６】
ＬＥＤ４１の間隔は、特定の範囲に限定されるものではなく、ＬＥＤ４１の出力、ＬＥＤ４１と所望の被照射面２５（図３参照）との距離、および用途に応じて要求される均斉度等の種々の要因を考慮して決定される。しかし、ＬＥＤ４１の間隔を小さくするとＬＥＤの使用数が多くなりコストが増大し、一方で間隔を大きくすると隣接するＬＥＤの出射光との混合が困難になりＬＥＤアレイ４の長手方向に沿って明暗の縞が現れるので、一般にこの間隔は、実験やシミュレーションを通じて最適な範囲に定められる。
【００１７】
導光レンズ１０は、凹状に形成された入光部１２がＬＥＤ４１の表面を包囲するように配設され、ネジ止めその他公知の手段を用いて組み付けられる。導光レンズ１０を固定する支持部材を別途設けてもよい。導光レンズ１０は、例えばＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）またはＰＣ（ポリカーボネート）等の透明な樹脂材料から形成され、少なくともＬＥＤアレイ４と同程度の長さをもつように形成される。
【００１８】
導光レンズ１０は、図２の側断面図から明らかなように、ＬＥＤアレイ４の基板４２（図２では図示省略）の法線に対して左右対称となるように形成され、長手方向に沿って一様な断面を有する。導光レンズ１０は、射出成型など公知の手段によって一体成形され、その外廓は、主として入光面１２ａ，１２ｂ，１２ｃ、側部反射面１４ｂ，１４ｃ、出光面１６ａ，１６ｂ，１６ｃから構成される。
【００１９】
凹状に窪んだ形状の入光部１２は、ＬＥＤ４１の光軸（図２紙面の上下方向）と交わる入光面１２ａ（第１の入光面）と、入光面１２ａの両端からそれぞれ下方に向かって延在する入光面１２ｂ，１２ｃ（第２の入光面）とから構成される。
一般にＬＥＤ４１は、光軸を中心として放射状に広がりをもって発光するいわゆるランバーシャン配光分布を有する。したがって、光軸を中心として狭角（例えば光軸に対して±４０度未満）に放出された光は、入光面１２ａを通過し、他方、光軸に対して広角に放出された光は、入光面１２ｂまたは入光面１２ｃを通って導光レンズ１０に入射する。
【００２０】
入光面１２ａは、所定の曲率半径（例えばＲ＝４ｍｍ）を有する凸状の曲面である。入光面１２ａの反対側には凸状に形成された、非球面の多項式で表現される出光面１６ａ（第１の出光面）が形成される。例えば出光面１６ａは、曲率半径Ｒ＝８ｍｍ、コーニック定数Ｋ＝７のコーニック面とすることができる。また、出光面１６ａの幅は、入光面１２ａの幅よりも大きく形成されている。
【００２１】
入光面１２ｂおよび入光面１２ｃは、それぞれＬＥＤ４１の光軸に対して、例えば約５度傾斜した略平面からなる。上述したように、入光面１２ｂおよび入光面１２ｃは、主に広角、例えば光軸に対して±３５〜９０度の方向に放出された光が通過するように位置決めされる。
【００２２】
出光面１２ａの左右両側には、入光面１２ｂおよび入光面１２ｃから入射した光が通過する出光面１６ｂ，１６ｃ（第２の出光面）が形成される。出光面１６ｂ，出光面１６ｃは、後述するように、通過する光が照射対象に対してそれぞれ到達するように、ＬＥＤ４１の光軸に対して約４０〜５０度の角度傾斜して延在する。
【００２３】
入光面１２ｂと出光面１６ｂの間、および入光面１２ｃと出光面１６ｃの間に、側部反射面１４ｂ，１４ｃが形成される。側部反射面１４ｂ，１４ｃは、例えば曲率半径Ｒ＝２．３ｍｍ、コーニック定数Ｋ＝−１．３のコーニック面等からなる非球面である。
【００２４】
足部１８ｂは、入光面１２ｂと側部反射面１４ｂの端部とからそれぞれ下方に延在する。足部１８ｃは、足部１８ｂと対称に形成され、入光面１２ｃと側部反射面１２ｃの端部からそれぞれ下方に延在している。入光面１２ｂまたは入光面１２ｃを含む導光レンズ１０の導光に寄与する部分と、足部１８ｂ，１８ｃとの境界は明確である必要はなく、ＬＥＤ４１の出射光が実質的に直接到達し得ない部分を本明細書では足部１８ｂ，１８ｃと称する。したがって、足部１８ｂ，１８ｃは、光学的特性からは特定の形状に限定されるものではない。ただし、足部の高さについては、ＬＥＤ４１と導光レンズ１０の距離が光学的要件を満足する範囲を考慮して設計する必要がある。
【００２５】
次に、ＬＥＤ４１の出射光が、導光レンズ１０内を通過する経路について図３〜図５を参照して説明する。
【００２６】
図３は、入光面１２ａおよび出光面１６ａを通過する光の経路を示した図である。なお、分かりやすいように、入光面１２ｂ，１２ｃに入射する光は省略してある。出射光は、まず入光面１２ａと周囲の雰囲気（空気）との屈折率の差によりその境界で屈折する。図示したように、入光面１２ａを凸状に形成したため、入光面１２ａを通過した光は、光幅方向に集光される。
【００２７】
入射光は、導光レンズ１０内部を略直進し、出光面１６ａに到達する。出光面１６ａで、光は再び屈折し、被照射面２５に向かってさらに集光される。図示したように、入光面１２ａおよび出光面１６ａを通って導出された光は、被照射面２５の全体をカバーする照射光となる。
【００２８】
次に、図４を参照し、入光面１２ｂおよび出光面１６ｂを通過する光の経路を説明する。
図４では簡単のために入光面１２ａ，１２ｃを通る光は省略する。ＬＥＤアレイ４の出射光は、入光面１２ｂで屈折し、側面反射面１４ｂに到達する。光は、側部反射面１４ｂで全反射し、出光面１６ｂでさらに屈折して外部に放出される。図示したように、入光面１２ｂを通過して導光レンズ１０を出た光は、被照射面２５の全体をカバーする照射光となる。
【００２９】
入光面１２ｂ、側部反射面１４ｂおよび出光面１６ｂの形状は、上述した具体例に限定されない。例えば、入光面１２ｂと側部反射面１４ｂは、入光面１２ｂで屈折された光が側部反射面に対して少なくとも臨界角を超える角度で到達するように調整すればよい。すなわち、ＬＥＤアレイ４の出射光が、入光面１２ｂでの屈折、側部反射面１４ｂでの全反射、出光面１６ｂでの屈折を通じて、被照射面２５の全体をカバーするように光学設計されたものであれば、本発明に適用することができる。
【００３０】
図５は、入光面１２ｃを通って導光レンズ１０に導かれる光の経路について説明する概念図である。本実施形態においては、導光レンズ１０をＬＥＤ４１の光軸方向について対称のものを用いるため、入光面１２ｃを通る光は、入光面１２ｂを通る光と同様に説明することができる。つまり、ＬＥＤ４１の光軸から広角に放出された光は、入光面１２ｃにおける屈折、側部反射面１４ｃにおける全反射、出光面１６ｃを経て、被反射面２５の全体をカバーする光として導光レンズ１０から導出される。
【００３１】
次に、図６および図７を参照して、本発明に係る線状照明装置１の光学的特性について説明する。
図６は、本実施形態に係る導光レンズ１０を装着した線状照明装置１と、かかる導光レンズを具備しない線状照明装置とにおいて、線状照明装置の長手方向についてその照度分布をそれぞれ示す。また、図７は、図６と同じ条件で各々の線状照明装置について短手方向の照度分布を示す。
【００３２】
図６および図７において、図中の横軸は、線状照明装置１の長手方向について、その計測位置を表し、縦軸は、導光レンズ１０を用いない条件（図中の破線）におけるＬＥＤアレイ４の最大照度の値を１とした線状照明装置１の相対照度を表す。なお、本明細書に添付したデータは、いずれもＯＲＡ社（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ）製の光学シミュレーションソフトＬｉｇｈｔＴｏｏｌｓ（登録商標）を用いて得られたシミュレーションの結果である。
【００３３】
ＬＥＤアレイ４は、出力７．１ｌｍのＬＥＤを１８個、それぞれ９ｍｍの等間隔で一列に配置した。入光面１２ａには光軸に対して±３７．５度未満の範囲の光線が入射するものとし、入光面１２ｂ，１２ｃは、±約３７．５〜９０度の範囲の光線が入射するものとした。入光面１２ａの頂部からＬＥＤ４１の表面までの距離は１．５ｍｍに設定した。出光面１６ａの凸部から測定点である被照射面２５までの距離は８ｍｍに設定した。また、線状照明装置１の長手方向の長さは約１６０ｍｍとした。一方、導光レンズ１０を具備しない比較例は、ＬＥＤ表面から８ｍｍの位置に測定点を設けた。
【００３４】
図６から明らかなように、導光レンズ１０を具備しない比較例では、ＬＥＤアレイを構成するＬＥＤが直下に位置する測定点において、照度が相対的に大きく現れた。その結果、ＬＥＤアレイの長手方向に凹凸のパターン、いわゆるリップルが発生し、均斉度が低い線状光となってしまう。リップルの発生を抑えるために、ＬＥＤの間隔を狭めて暗部の出現を抑える手法およびＬＥＤアレイと被照射面との距離を離すことで隣り合うＬＥＤどうしの出射光の混合を促す手法とが知られている。しかし、前者の場合、ＬＥＤの使用数増に伴うコスト、消費電力の増大が問題となり、後者の場合、線状照明装置の厚みが増し、設計の自由度が損なわれる。
【００３５】
これに対し、本発明に係る導光レンズを用いた線状照明装置１の場合、線状照明装置１の長手方向に沿って略一定の照度分布が得られる。さらに、図７から明らかなように、本発明に係る線状照明装置の場合、被照射面上の必要な幅に集光することが可能であるため、全体として照度を高めることができる。
【００３６】
このように本発明に係る導光レンズ１０を使用することによって、線状光の均斉度の向上に加え、全体の照度も格段に増大させることができる。より具体的には、本実施形態によれば、被照射面の有効幅を短手方向に５ｍｍ（図中±２．５ｍｍの範囲）と設定した場合、０．９以上の均斉度が達成できることが確認された。
【００３７】
これは、導光レンズ１０を具備しない場合において、広角の光線が被照射面に到達せずに迷光となっていたのに対し、本発明に係る線状照明装置１では、広角の光線が導光レンズ１０によって屈折・反射して被照射面に導かれるだけでなく、被照射面全体をカバーするように幅のある光として導かれるため、単に照度が増すだけでなく、均斉度も向上すると考えられる。
【００３８】
なお、このシミュレーションは、線状照明装置の長手方向の長さを変えても同様の結果が得られる。したがって、本発明は、多くの画像読取装置で採用されている３００〜３６０ｍｍの長さの線状照明装置にも適用できる。
【００３９】
続いて、図８〜図１４を参照して、製造時のバラツキに起因する位置ずれの影響について説明する。図８〜図１０は、本発明に係る導光レンズ１０を用いた実施形態について、位置ずれの影響を示すシミュレーション結果である。図１２〜図１４は、図１１に示した比較例に係る導光レンズ９４を用いた場合のシミュレーション結果である。
【００４０】
図８は、光源であるＬＥＤ４１を＋Ｘ方向（図３参照）に０．１ｍｍと０．２ｍｍだけそれぞれ変位させた条件で計算した結果である。変位０ｍｍｍの場合（実線）である設計条件と比較しても、０．１ｍｍ（破線）、０．２ｍｍ（一点鎖線）ずらした場合の照度分布は略同じ外形を有しており、必要な被照射面上での照度は略均一であって、位置ずれの影響はほとんどないと考えられる。
【００４１】
図９および図１０は、それぞれ＋Ｙ方向と−Ｙ方向に０．１ｍｍ、０．２ｍｍだけ変位させた結果であるが、多少照度が全体的に増減するものの、中央付近で略均一の照度を有する傾向には影響が見られない。
【００４２】
次に、比較例として、図１１に示した導光レンズ９４を具備した線状照明装置９０をモデルとしてシミュレーションを行った。導光レンズ９４は、本発明と同様に、広角の光線を側部反射面で反射させて利用効率を高めるタイプのものである。しかし、この比較例では、本発明とは異なり、光軸方向に出射された光線が被照射面の中央部分に照射され、広角に出射されて側部反射面で反射された光線が、被照射面の両端近傍に照射されるように構成されている。
【００４３】
導光レンズ９４を具備した線状照明装置９０において、被照射面９５上の照度分布を計算したシミュレーション結果を図１２〜図１４に示す。
【００４４】
図１２は、変位０ｍｍの設計条件の場合（実線）、＋Ｘ方向に０．１ｍｍ変位させた場合（破線）、および＋Ｘ方向に０．２ｍｍ変位させた場合（一点鎖線）のそれぞれについて、短手方向の相対照度を比較したものである。
【００４５】
変位０ｍｍのとき、本発明の導光レンズ１０には若干劣るが、概ね均一な照度分布の線状光が得られている。しかし、０．１ｍｍまたは０．２ｍｍ変位させた場合は、照度分布が顕著に変化した。
【００４６】
図１３および図１４は、上記比較例に係る線状照明装置９０について同様の条件で、＋Ｙ方向、−Ｙ方向にそれぞれ０．１ｍｍ、０．２ｍｍ変位させた場合の影響を示す。
【００４７】
このときも同様に、変位０ｍｍのときに良好な照度分布が得られているにもかかわらず、０．１ｍｍまたは０．２ｍｍ変位させた場合には、照度のばらつきが顕著である。
【００４８】
以上のとおり、本発明に係る導光レンズ１０は、点光源であるＬＥＤ４１ないしはＬＥＤアレイ４との位置関係について許容誤差を大きくとることができる。このことは、単に製造コストの低廉化につながるだけでなく、ＬＥＤ４１の発熱によって導光レンズ１０の変形した場合であっても光学的な影響を最小限に抑えることができる利点がある。
【００４９】
図１５は、本発明の線状照明装置１を採用し得る画像読取装置の構成例を示す図であり、いわゆる縮小光学系のタイプの画像読取装置８０を概念的に説明するための図である。
【００５０】
画像読取装置８０は、原稿台３０を備えた筐体８２から構成され、筐体８２内には、光源装置４０が収容されている。画像読取装置８０を動作させると、線状照明装置１から、原稿台３０に載置された読取用紙に対して光が照射される。線状照明装置の出射光は、図中に示した破線の経路に従って、ミラー４１，４３，４５，４７，４９で反射され、レンズ５０を通って撮像素子６０（検出手段）に入光する。光源装置４０が図中の矢印方向に移動しながらこの動作を連続的に行うことで、読取用紙に描かれた画像情報が検出される。
【００５１】
このように、本発明に係る線状照明装置１は、例えば従来の画像読取装置で採用されていた外面電極蛍光ランプ等の長尺なランプをそのまま置き換える形で使用することができる。
【００５２】
図１６および図１７は、本発明に係る他の実施形態を示す図である。導光レンズ１０の他の例について、出光面１２ａおよび即部反射面１４ｂなどは上述した具体例に限定されないことは既に述べたとおりである。ここでは、足部１８の変形例を含む導光レンズ１００，１０１を説明する。
【００５３】
図１６に示した導光レンズ１００は、足部１８を省略して、側部反射面１４０ｂ，１４０ｃを入光面１２０ｂ，１２０ｃと交わるまで延伸した形態である。この形態では、側部反射面と不連続であり、光学的に必ずしも必要ではない足部１８ｂ，１８ｃが存在しないため、迷光が生じにくくなり、効率の向上が期待できる。
【００５４】
図１７に示した導光レンズ１０１は、足部１８１ｂ，１８１ｃを左右方向に延伸した形態である。この形態の場合、足部１８１ｂ，１８１ｃが十分に大きいのでネジ止め等の作業が容易になる。
【００５５】
（他の実施形態）
他の実施形態として、ＬＥＤアレイのＬＥＤ間の距離を１０ｍｍにした場合の導光レンズの設計例を説明する。この条件で光学設計を最適化すると、光軸に対して±約３７．５度以下の範囲の光が入射する入光面（第１の入光面）が曲率半径Ｒ＝４．４ｍｍの凸面、入射光が通る出光面（第１の出光面）が曲率半径Ｒ＝８．８ｍｍ、コーニック定数Ｋ＝７のコーニック面となった。±約３７．５度〜９０度の範囲の光が入射する入光面（第２の入光面）は、約５度傾斜した平面となり、側部反射面は、曲率半径Ｒ＝２．３ｍｍ、コーニック定数Ｋ＝−１．４のコーニック面となった。側部反射面で反射された光が通る出光面（第２の出光面）は、約４６度に傾斜した面となった。そして、第１の入光面とＬＥＤまでの距離は２．１ｍｍとなり、上述した実施形態と比べて０．６ｍｍ離れていることになった。図示しないが、この実施形態の導光レンズについて照度分布を調べても同様の良好な結果が得られることが確認できた。
【００５６】
上述した実施形態では、比較的広角な放射光を放出するＬＥＤを例に説明したが、本発明は、被照射面の大きさに比べて十分に小さく、実質的に点光源とみなし得る他の微小な光源（例えば半導体レーザ等）をアレイ状に並べて用いる場合にも、レンズ形状または光源のピッチ等の諸要素を変更することで同様に適用することができる。また、本発明の光源として利用するＬＥＤは、黄色の蛍光体を励起して白色光を出射するタイプのＬＥＤでも、ＲＧＢ各色を微細領域に実装してなるマルチチップのＬＥＤを採用してもよいことはいうまでもない。
【００５７】
さらに、上述した実施形態では、ＬＥＤを一列に並べた一列のＬＥＤアレイを例に説明したが、ＬＥＤを２つ並置した２列のＬＥＤアレイを採用してもよい。つまり、２列のＬＥＤに対して単一の導光レンズを組み合わせてもよい。またその際、２列のＬＥＤは、互い違いになるように、千鳥状に配置することもできる。
【００５８】
本発明に係る導光レンズは、必ずしもどの断面でも同一の形状である必要はない。例えば、ＬＥＤと対向する箇所と、ＬＥＤが配置されていない箇所とで、入光面および出光面の形状を異ならしめることもできる。
【００５９】
また、本発明に係る導光レンズは、必ずしも上述した実施形態のように断面が左右対称である必要はない。例えばＬＥＤの配光分布に応じて非対称のものであってもよいし、その他の要求に応じて非対称とすることもできる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 線状照明装置
４ ＬＥＤアレイ
４１ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
１０ 導光レンズ
１２ａ 第１の入光面
１２ｂ 第２の入光面
１２ｃ 第２の入光面
１６ａ 第１の出光面
１６ｂ 第２の出光面
１６ｃ 第２の出光面
１４ｂ 側部反射面
１４ｃ 側部反射面
２５ 被照射面
８０ 画像読取装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔をおいて線状に並置された複数の点光源を備えた光源アレイと、
前記光源アレイの出光側において光源アレイの全長にわたって延在し、前記光源アレイからの光が通過する入光面および出光面、並びに入射光を反射する側部反射面を有する導光レンズと、を具備する線状照明装置であって、
前記導光レンズの入光面は、第１の入光面と第２の入光面から構成され、
前記導光レンズの出光面は、前記第１の入光面で屈折した光が通過する第１の出光面と、前記第２の入光面で屈折し、かつ前記側部反射面で反射した光が通る第２の出光面とから構成され、
前記導光レンズは、第１および第２の出光面を通過して出射された光が、それぞれ当該線状照明装置から所定の距離離間した被照射面を重畳照射するように構成されたことを特徴とする、線状照明装置。
【請求項２】
導光レンズの第１の入光面および第１の出光面が、光源アレイを構成する点光源の光軸と交わる位置に延在し、第２の入光面が第１の入光面の両側に、第２の出光面が第１の出光面の両側に、それぞれ設けられてなることを特徴とする、請求項１に記載の線状照明装置。
【請求項３】
光源アレイを構成する点光源が、それぞれ放射状に発光する発光ダイオードであることを特徴とする、請求項１または２に記載の線状照明装置。
【請求項４】
画像読取装置であって、
画像情報を含む被照射物に対して方向づけられた請求項１〜３のいずれかに記載の線状照明装置と、
被照射物で反射された光を検出可能な検出手段と、
を具備する、画像読取装置。
【請求項１】
間隔をおいて線状に並置された複数の点光源を備えた光源アレイと、
前記光源アレイの出光側において光源アレイの全長にわたって延在し、前記光源アレイからの光が通過する入光面および出光面、並びに入射光を反射する側部反射面を有する導光レンズと、を具備する線状照明装置であって、
前記導光レンズの入光面は、第１の入光面と第２の入光面から構成され、
前記導光レンズの出光面は、前記第１の入光面で屈折した光が通過する第１の出光面と、前記第２の入光面で屈折し、かつ前記側部反射面で反射した光が通る第２の出光面とから構成され、
前記導光レンズは、第１および第２の出光面を通過して出射された光が、それぞれ当該線状照明装置から所定の距離離間した被照射面を重畳照射するように構成されたことを特徴とする、線状照明装置。
【請求項２】
導光レンズの第１の入光面および第１の出光面が、光源アレイを構成する点光源の光軸と交わる位置に延在し、第２の入光面が第１の入光面の両側に、第２の出光面が第１の出光面の両側に、それぞれ設けられてなることを特徴とする、請求項１に記載の線状照明装置。
【請求項３】
光源アレイを構成する点光源が、それぞれ放射状に発光する発光ダイオードであることを特徴とする、請求項１または２に記載の線状照明装置。
【請求項４】
画像読取装置であって、
画像情報を含む被照射物に対して方向づけられた請求項１〜３のいずれかに記載の線状照明装置と、
被照射物で反射された光を検出可能な検出手段と、
を具備する、画像読取装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１１−１９９５７６（Ｐ２０１１−１９９５７６Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６３８５０（Ｐ２０１０−６３８５０）
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
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