JP5995459B2 - 導光体、照明装置、および画像読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、導光体、照明装置、および画像読取装置に関する。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。

昨今、画像読取装置において、小型化（特に薄型化）、低コスト化、高速化のニーズが高まっている。それを受けて、受光センサーの小型化が進み、縮小光学系においては、縮小倍率がさらに小さくなってきている。これに伴って、センサー面での照度が不足するため、従来と同じ画質を達成するためには、より明るい原稿照明装置が求められている。このような状況に鑑みて、昨今の技術開発によるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）の発光効率の向上に伴い、ＬＥＤを用いた線状照明装置とする技術が数多く発明されている。

また、原稿照明装置の問題として、読取対象となる原稿面に切り貼りなどによって段差が付いた原稿を載置し、読み取る場合、段差部分での影が発生してしまい、原稿面の読取性能が劣ってしまうという問題がある。この問題に対して、ＬＥＤを用いた線状照明を使用し、読取光軸に対して両側から照射することで段差部の影を防止することができる照明装置が提案されている（特許文献１、２）。

即ち、特許文献１、２に記載の照明装置は、導光体と、反射部材と、を有し、被照射面の中心法線に対して一方の側と他方の側から被照射面を照明する。ここで、導光体は、光源からの光を入射する入射面と、入射された光の一部が反射面を経由して出射する第１の出射面及び入射された光の一部が内部を通過し直接出射する第２の出射面を備える。

特許４４９０８０５号公報 特開２０１０−２１９６００号公報

ここで、近年の画像読み取りのニーズである高速読取を実現するためには、副走査方向（光源の配列方向が主走査方向とする場合、その方向と直交する方向）の集光により、原稿面で十分な光量とする照明効率が必要となる。しかしながら、特許文献１、２に記載の照明装置では、第１の出射面および第２の出射面が、光源の配列方向と直交する面内で、収束する光束として出射する集光作用を備えるものではなく、照明効率が良くなく、原稿面で十分な光量の確保が困難である。

なお、特許文献１の照明装置は、出射面でなく入射面が光源側に凸の形状となって集光作用を備えるものであるが、入射光束の角度の幅が小さい光のみ導光体に入射することになり、それ以外の周辺の光は導光体に入射されず、照明効率が良くない。これを解決するためには、入射面を大きくしなければならないため、もう１つのニーズである小型化、特に薄型化としては課題が残ってしまう。

本発明の目的は、照明効率を向上させ、かつ薄型化に適した導光体、照明装置、および画像読取装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る導光体は、第１の方向に長い入射面と、該入射面から入射した光束を反射させる反射面と、前記入射面からの光束を前記反射面に導く側面と、前記反射面からの光束が出射する第１の出射面と、前記入射面からの光束が前記反射面を介さずに出射する第２の出射面と、を有し、前記第１及び第２の出射面は、互いに隣接しており、前記第１の方向に垂直な第１の断面内において、前記第１の出射面の屈折力をφ１、前記第２の出射面の屈折力をφ２、とするとき、
０．６＜φ１／φ２＜０．９５
なる条件を満たすことを特徴とする。
また、本発明に係る別の導光体は、第１の方向に長い入射面と、該入射面から入射した光束を反射させる反射面と、前記入射面からの光束を前記反射面に導く第１及び第２の側面と、前記反射面からの光束が出射する第１の出射面と、前記入射面からの光束が前記反射面を介さずに出射する第２の出射面と、前記第１の側面と前記第１の出射面とを前記第１の方向に垂直な第１の断面内において接続する第３の側面と、前記第２の側面と前記反射面とを前記第１の断面内において接続する第４の側面と、を有し、前記第１及び第２の出射面は、互いに隣接し、かつ前記第１の断面内において集光作用を備えており、前記第３及び第４の側面の間隔は、前記第１の断面内において前記入射面から離れるに従い広くなることを特徴とする。
また、本発明に係る照明装置は、第１の方向に配列される複数の光源と、該複数の光源から出射する光束を被照射面に導光する導光体と、を備える照明装置であって、前記導光体は、第１の方向に長い入射面と、該入射面から入射した光束を反射させる反射面と、前記入射面からの光束を前記反射面に導く側面と、前記反射面からの光束が出射する第１の出射面と、前記入射面からの光束が前記反射面を介さずに出射する第２の出射面と、を有し、前記第１及び第２の出射面は、互いに隣接し、かつ前記第１の方向に垂直な第１の断面内において集光作用を備えており、前記第１の断面内において、前記光源の幅をＷＬ、前記入射面の幅をＷ、前記導光体の光入射軸の前記入射面から前記側面の前記光源から遠い側の端部までの長さをＬ１、前記光入射軸の前記側面の前記光源から遠い側の端部から前記反射面までの長さをＬ２、とするとき、
ＷＬ＜Ｗ
０＜Ｗ／（Ｌ１＋Ｌ２）＜０．１５
なる条件を満たすことを特徴とする。

また、斯かる照明装置を用いた画像読取装置も本発明の他の一側面を構成する。

本発明によれば、照明効率を向上させ、かつ薄型化に適した導光体、照明装置、および画像読取装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る照明装置の副走査断面図である。 本発明の実施形態に係る照明装置を搭載した画像読取装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る照明装置の導光体斜視図である。 本発明の第１の実施形態（実施例１）と従来例との光量比較図である。 本発明の第２の実施形態に係る照明装置の副走査断面図である。 第２の実施形態に係る照明装置の導光体の副走査断面図である。 第２の実施形態に係る照明装置の導光体斜視図である。 第２の実施形態(実施例２）と従来例との光量比較図である。 本発明の第３の実施形態に係る照明装置の副走査断面図である。 従来例の照明装置の副走査断面図

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

《第１の実施形態》
（画像読取装置）
図２は、本発明の実施形態に係る照明装置を搭載した画像読取装置の基本構成を示す要部概略図である。一体型走査光学系ユニット（以下「キャリッジ」とも称す。）１０７は、原稿台ガラス（原稿台）１０２上に載置された原稿１０１を照明する照明装置１０３、原稿１０１からの光束を読取る読取手段（ラインセンサーもしくはイメージセンサー）１０５を有する。さらに原稿１０１からの光束を読取手段１０５に導く複数の折返しミラー１０４ａ〜１０４ｄ、原稿１０１からの画像情報に基づく光束を読取手段１０５面上に結像させる結像光学系（結像レンズ）１０６等を有する。

このように構成された一体型走査光学系ユニット１０７は、駆動手段としての駆動モータ（副走査モータ）１０８により、同図に示す矢印Ａ方向（副走査方向）に走査される。一体型走査光学系ユニット１０７を構成する各要素は、その各要素の相対位置関係を変えずに原稿を走査するものである。

図２で、原稿１０１からの光束が第１折返しミラー１０４ａから第２折返しミラー１０４ｂへ、第２折返しミラー１０４ｂから第３折返しミラー１０４ｃへ、第３折返しミラー１０４ｃから第４折返しミラー１０４ｄへ入射するように、各ミラーが配置されている。そして第４折返しミラー１０４ｄへ入射した光束は、結像光学系１０６により読取手段１０５面上へ結像される。

このような構成において、読取手段１０５で読取られた原稿の画像情報は電気信号として特定の画像処理部（不図示）に送られ、特定の信号処理を施された後に出力されるようになっている。また画像読取装置は、本装置を駆動するための電源部（不図示）を併せ持っている。

（照明装置）
次に、本実施形態に係る照明装置について、図１に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る照明装置１０３の副走査方向の断面図である。照明装置１０３は、光源ユニット１０３ｅ（発光素子である白色のＬＥＤ１０３ａを一次元方向（図１の紙面垂直方向である主走査方向）に複数並べたＬＥＤ列）と、導光体１０３ｂと、基板１０３ｃと、反射部材１０３ｄとから構成される。

基板１０３ｃは、光源ユニット１０３ｅと導光体１０３ｂとを一体的に保持する。反射部材１０３ｄは、被照射面である原稿面１０１の中心法線である読取光軸に対し、導光体１０３ｂと略対称の位置に配置されている。なお、導光体１０３ｂはプラスチックなどの光学合成樹脂製部材、反射部材１０３ｄは、高反射アルミ部材で構成されている。

（導光体）
次に、照明装置１０３を構成する一つの要素としての導光体１０３ｂについて、図１で説明する。一次元方向に配列される光源の配列方向（主走査方向、第１の方向）と直交する断面内（図１の紙面内）において、光源ユニット１０３ｅからの光束を該第１の方向に長い平面である入射面１より入射させる。そして、全反射側面２の間を導光させた後、全反射側面２の端部領域３を通過した光束の一部を反射面４にて反射させ、収束する光束として出射する集光作用を有した第１の出射面５へ導光する。第１の出射面５からの光束は、被照射面である原稿面１０１の中心法線に対する一方側からの光束として原稿面１０１を照明する。

また、全反射側面２の端部領域３を通過した光束の一部で反射面４で反射されない光束を、読取光軸の反対側に配置されている反射部材１０３ｄへ収束する光束として出射する集光作用を有した第２の出射面６へ導光する。第２の出射面６からの光束は、反射部材１０３ｄを介して、被照射面である原稿面１０１の中心法線に対する他方側からの光束として原稿面１０１を照明する。

全反射側面２は、光源の配列方向と直交する断面内において、入射面１から原稿面１０１に近い方向へ向かう光束を全反射させる全反射側面２ａと、入射面１から原稿面１０１から遠い方向へ向かう光束を全反射させる全反射側面２ｂと、を備える。そして、全反射側面２ａ、２ｂの少なくとも一方で、全反射した入射面１からの光束と、全反射面２ａ，２ｂを介さずに直接入射面１から向かう光束と、を全反射側面２の端部領域３で重なるようにする。

また、全反射側面２に関し入射面１と反対側に反射面４が設けられ、更に第１、第２の出射面５、６は、全反射側面２の端部領域３から所定距離離れた位置に設けられる。第１及び、第２の出射面５、６は隣接した位置に配置され、第１及び、第２の出射面の分離境界部７は凹部（不連続部）となっている。

第１の出射面５は、外側に凸形状に形成された曲面形状であり、反射面４からの光束を照射位置である原稿面１０１に到達させる間に、光束を一旦、収束させる正のパワーを有している。光束を一旦、収束させ、光束を狭めることで、副走査方向の集光効率を上げながら、第１の出射面５から原稿面１０１までの距離を短くすることができる。つまり、薄型化が可能となる。

また、第２の出射面６は、外側に凸形状に形成された曲面形状である。第２の出射面６は、全反射側面２の端部領域３を通過し、反射面４へ向かわなかった光束を、読取光軸に対し、略対称の位置に配置されている反射部材１０３ｄに到達させる間に、光束を一旦、収束させる正のパワーを有している。こちらも、第１の出射面５と同様に、光束を一旦収束させ、光束を狭めることで、第２の出射面６から反射部材１０３ｄまでの距離を短くすることができ、且つ反射部材１０３ｄの大きさも小さくすることが可能となり、小型化が可能となる。

このように、出射される光束を、一旦狭めるように収束させる正のパワーは非常に強い。このため、隣接配置された第１及び、第２の出射面５、６の分離境界部７は凹部となる。さらに、前記導光体の第１の出射面５の屈折力（パワー）をφ１、第２の出射面６の屈折力（パワー）をφ２とするとき、条件式（１）を満足するようにしている。

０．６＜φ１／φ２＜０．９５ ・・・（１）
本実施形態において、具体的な曲率半径は、第１の出射面５で曲率半径Ｒ＝１．８ｍｍ、第２の出射面６で曲率半径Ｒ＝１．７ｍｍとされ、φ１＝０．２７、φ２＝０．３０、φ１／φ２＝０．８９で条件式（１）を達成している。条件式（１）は、導光体１０３ｂの第１の出射面５と第２の出射面６の面２のパワーを規定する式である。条件式（１）の範囲内であれば、第１及び第２の出射面５、６の光束の収束作用を有効に使い、原稿面１０１での集光効率も良く、照明装置の小型化が可能となる。

しかし、（１）の条件の範囲内から外れると、光束の収束作用が強すぎる、または弱すぎることにより、原稿面１０１での集光効率も良くなくなり、光源の配列方向と直交する断面内（図１の紙面内）において、高さ方向及び幅方向の小型化の両立が困難となる。

また、本実施形態では、反射面４は、正のパワーを有する曲面形状であり、第１の出射面５の集光作用である正のパワーと合わせて使用することができ、副走査方向の集光効率を上げながら、第１の出射面５から原稿面１０１までの距離を短くすることに寄与する。本実施形態において、反射面４の具体的な曲率半径は、２２ｍｍとされる。

（主走査方向の照明系パワー）
図３に示すように、本実施形態においては、主走査方向の原稿面での角度特性を改善するために、即ち、主走査方向での照度ムラを改善するために、第１の出射面５及び第２の出射面６を主走査方向にパワー（屈折力）を持たせるように構成している。具体的には、第１の出射面５及び第２の出射面６に、夫々主走査方向に曲率を持たせたトーリック面領域を複数個所設けている。これにより、主走査方向に曲率を持たせた領域では、光束が、一旦収束したのちに、発散し、原稿１０１を照明することで、主走査方向の照度ムラを改善することができる。

（反射部材）
図１に示すように、導光体１０３ｂの第２の出射面６から出射された光束は、被照射面の中心法線である読取光軸において、導光体１０３ｂと略対称の位置に配置された反射部材１０３ｄへ、入射される。反射部材１０３ｄへ入射された光束は、この反射部材１０３ｄによって反射され、原稿１０１を照明する。そして、効率良く原稿面１０１を照明させるために、反射部材１０３ｄは、主走査方向と直交する断面内（図１の紙面内）において、パワー（屈折力）を有する曲面形状となっている。具体的には、本実施形態では、反射部材１０３ｄの曲率半径を５０ｍｍとしている。

（照度分布）
ここで、図４に本実施形態と図１０に示す構成とにおいて、主走査方向と直交する方向（副走査方向）での原稿面内の照度分布をそれぞれ示す。図１０に示す構成は、従来例の構成を本件の構成と似た形に変形したものである。図１０での出射面Ａ、Ｂは、いずれも平面になっている。図４より明らかなように、主走査方向と直交する方向（副走査方向）での集光効率を大幅に改善することができる。

《第２の実施形態》
図５、図６に、本発明の第２の実施形態の照明装置の副走査断面図、導光体の説明図を示す。なお、画像読取装置としては、第１の実施形態と同様であるため、説明は省略する。本実施形態では、第１の実施形態と異なり、導光体２０３ｂの光利用効率を更に上げるために、図６に示すように、全反射側面１２の端部領域１３から接続される接続面１８、１９を連続的に外側に向かって広げるように構成している。

本実施形態において、具体的な曲率半径Ｒは、反射面１４でＲ＝３０ｍｍ、第１の出射面１５でＲ＝２．１５ｍｍ、第２の出射面１６でＲ＝１．９５ｍｍとして構成している。また、出射面１５、１６のそれぞれのパワーφ１、φ２は、φ１＝０．２３、φ２＝０．２５とし、φ１／φ２＝０．９１で条件式（１）を満足している。更に、反射部材２０３ｄの曲率半径Ｒは、４０ｍｍとしている。

（導光体全反射側面の端部領域および接続面）
図６で、光源ユニット２０３ｅからの光束は、導光体２０３ｂの入射面１１から入射され、全反射側面１２ａ、１２ｂで複数回全反射される。この全反射状態は、以下とほぼ同等の内容と置き換えられる。即ち、全反射側面１２ａ、１２ｂによって、入射面の幅Ｗに関しては、全反射側面１２ａ、１２ｂのそれぞれの外側に複数個の鏡像光源が形成され、この鏡像光源からの光束が、各々の入射角で、全反射側面１２の端部方向へ直進する。

このようにして、絞り位置と同様に光束が集光される位置が、全反射側面１２の端部領域１３として形成される。光源ユニット２０３ｅからの直接光（全反射側面１２を介さない光）及び全反射光（全反射側面１２を介し、複数回全反射し集められた光）が、全反射側面１２の端部領域１３を通過することになる。

全反射側面１２ａの端部位置１３ａは、第１の出射面１５と接続する接続面１８との境界位置であり、全反射側面１２ｂの端部位置１３ｂは、反射面１４と接続する接続面１９との境界位置である。本実施形態では、全反射側面１２の端部位置１３ａ、１３ｂから連続的に外側に向かって広がるように接続されている。これにより、全反射側面１２の端部領域１３で、ある程度規制されて集められた光束が、その後に遮られることなく、反射面１４、及び第２の出射面１６に到達し、効率的に集光されることが可能となる。また、連続的に接続されるため、光学合成樹脂部材で導光体を成形する場合に、成形が容易となる。

更に、反射面１４から、第２の出射面１６につなげる接続面２０も、外側に向かって広がるように接続されている。こちらも同様に、第２の出射面１６へ向かう光束が、導光体によって光を遮られることなく、第２の出射面１６に到達し、効率的に集光されることが可能となる。即ち、第１の実施形態で規制していた光束を効率的に使用することが可能となり、導光体の光効率が更に向上する形態となる。

（入射面、全反射側面、反射面、出射面構成）
図６に示すように、主走査方向と直交する断面内において、発光素子２０３ａの幅をＷ_Ｌ、導光体２０３ｂの入射面１１の幅をＷとする。また、入射面の光入射軸方向に入射面１１から全反射側面１４の端部１３までの距離をＬ１、入射面の光入射軸方向に全反射側面１２の端部１３から反射面１４までの距離をＬ２とする。このとき、以下の条件式（２）、（３）を満足するように構成している。

Ｗ_Ｌ＜Ｗ ・・・（２）
０＜Ｗ／（Ｌ１＋Ｌ２）＜０．１５ ・・・（３）
本実施形態においては、具体的にはＷ_Ｌ＝０．９ｍｍ、Ｗ＝０．９５ｍｍ、Ｌ１＝８．６ｍｍ、Ｌ２＝４ｍｍで、Ｗ／（Ｌ＋Ｌ２）＝０．０８であり、条件式（２）、（３）を達成している。

条件式（２）は、発光素子２０３ａの導光体に対する実装精度影響を規定する式である。（２）の条件式を満たさない場合には、発光素子２０３ａの実装精度を厳しくしないと、入射面１１から漏れる光が多くなり、導光体２０３ｂへの光取り込み効率が落ちる。条件式（３）は、導光体２０３ｂの反射面１４、第２の出射面１６に向かう光のうち、全反射側面１２において全反射して集められる光の光量と、全反射せずに集められる光の光量の比率を規定する式である。

（３）の条件式を満たす範囲で、導光体２０３ｂの全反射側面１２において全反射して集められる光と、全反射せずに集められる光が決まっている場合には、全反射により色々な角度の光を取り込める。そのため、その後の反射面１４、及び第１、第２の出射面１５，１６によって集光され、原稿２０１を照射する際に、主走査方向と直交する断面内において、色々な角度から照射することが可能となる。これによって、光沢原稿などの原稿を読み取る際にも、精度よく画像を読み取ることができる。

しかし、（３）の条件の条件値から外れると、全反射側面１２によって全反射される光よりも、発光素子２０３ａからの直接光が、全反射側面１２の端部領域１３に到達する光として多くなる。このため、原稿を照射する光のうち、ある特定の角度の照射光が多くなり、光沢原稿などの原稿を読み取る際に、精度よく画像を読み取ることが難しくなる。

更に、図６に示すように、主走査方向と直交する断面内において、導光体２０３ｂの原稿面２０１に近い全反射側面１２ａと光入射軸と成す角をθ_１、原稿面２０１から遠い全反射側面１２ｂと光入射軸と成す角をθ_２とし、条件式（４）も満足するよう構成する。

０＜（（Ｌ１ｔａｎθ_１）＋（Ｌ１ｔａｎθ_２））／（Ｌ１＋Ｌ２）＜０．１３ ・・・（４）
本実施形態においては、具体的には、θ_１＝４．１°、θ_２＝０°で、（（Ｌ１ｔａｎθ_１）＋（Ｌ１ｔａｎθ_２））／（Ｌ１＋Ｌ２）＝０．０５であり、条件式（４）を満足している。

条件式（４）は、条件式（３）と同様に、導光体２０３ｂの反射面１４、第２の出射面１６に向かう光のうち、全反射側面１２において全反射して集められる光の光量と、全反射せずに集められる光の光量の比率を規定する式である。条件式（３）と異なる点は、入射面の幅Ｗによる規定ではなく、全反射側面１２が広がる角度による規定であり、効果は同様である。

（４）の条件式を満たす範囲で、導光体の全反射側面１２において全反射して集められる光と、全反射せずに集められる光が決まっている場合には、全反射により色々な角度の光を取り込める。そのため、その後の反射面１４、及び第１、第２の出射面１５，１６によって集光され、原稿２０１を照射する際に、主走査方向と直交する断面内において、色々な角度から照射することが可能となる。これによって、光沢原稿などの原稿を読み取る際にも、精度良く画像を読み取ることができるが、（４）の条件の条件値から外れると、精度良く画像を読み取ることが難しくなる。

また、図６に示すように、主走査方向と直交する断面内において、導光体２０３ｂの反射面１４から第１の出射面１５までの距離をＬ３、入射面の光入射軸方向に全反射側面１２の端部１３から第２出射面１６までの距離をＬ４とする。このとき、以下の条件式（５）、（６）、（７）を満たすように構成している。

０．１５＜Ｌ２／Ｌ１＜０．８ ・・・（５）
０．５＜Ｌ３／Ｌ２＜１．５ ・・・（６）
１．２＜Ｌ４／Ｌ２＜２．５ ・・・（７）
本実施形態においては、具体的には、Ｌ３＝３．９５ｍｍ、Ｌ４＝７．８ｍｍで、Ｌ２／Ｌ１＝０．４７、Ｌ３／Ｌ２＝０．９９、Ｌ４／Ｌ２＝１．９５であり、条件式（５）、（６）、（７）を満足している。

以下、条件式（５）、（６）、（７）について説明する。条件式（５）は、入射面の光入射軸方向に導光体２０３ｂの入射面１１から全反射側面１２の端部１３までの距離と、入射面の光入射軸方向に導光体２０３ｂの全反射側面１２の端部１３から反射面１４までの距離の比率を規定している。この条件式（５）の範囲を満たすことで、反射面１４を効果的に使用することができる。

条件式（５）の下限値を超えてしまうと、導光体２０３ｂの全反射側面１２の端部１３から反射面１４までの距離が近づきすぎてしまう。このため、全反射側面１２の端部領域１３を通過した光束が、あまり分離されていな状態のまま反射面１４に到達してしまうために、それぞれの光に対し、反射面１４を効果的に使用することができない。また、条件式（５）の上限値を超えてしまうと、全反射側面１２の端部領域１３を通過した光束を有効に使用するために、反射面１４が大型化してしまう。

条件式（６）は、入射面の光入射軸方向に導光体２０３ｂの全反射側面１２の端部１３から反射面１４までの距離と、反射面１４から第１の出射面１５までの距離の比率を規定している。この条件式の範囲を満たすことで、第１の出射面１５を効率的に使用することができる。条件式（６）の下限値を超えてしまうと、導光体２０３ｂの反射面４から第１の出射面１５までの距離が近づきすぎてしまう。このため、反射面１４を通過した光束が、あまり分離されていな状態のまま第１の出射面１５に到達してしまうために、それぞれの光に対し、第１の出射面１５を効果的に使用することができない。

また、条件式（４）の上限値を超えてしまうと、反射面１４で反射された全ての光束を有効に使用するために、反射面１４が大型化してしまう。

条件式（７）は、入射面の光入射軸方向に導光体２０３ｂの全反射側面１２の端部１３から反射面１４までの距離と、入射面の光入射軸方向に導光体２０３ｂの全反射側面１２の端部１３から第２出射面１６までの距離の比率を規定している。この条件式の範囲を満たすことで、第２の出射面１６を効率的に使用することができる。

条件式（７）の下限値を超えてしまうと、導光体２０３ｂの反射面１４から第２の出射面１６までの距離が近づきすぎてしまう。このため、反射面１４に入射する光束と第２の出射面１６に入射する光束があまり分離できていない状態で入射するために、それぞれの光に対し、反射面１４及び第２の出射面１６を効果的に使用することができない。また、条件式（７）の上限値を超えてしまうと、第２の出射面１６に入射された全ての光束を有効に使用するために、第２の出射面１６が大型化してしまう。

（主走査方向の照明系パワー）
第１の実施形態と同様に、図７に示すように、本実施形態においても、主走査方向の原稿面での角度特性を改善するために、第１の出射面１５及び第２の出射面１６を主走査方向にパワーを持たせるように構成している。具体的には、主走査方向に曲率を持たせたトーリック面領域を複数個所設けており、ＬＥＤの主走査方向の配列によって、トーリック面領域の間隔を変化させている。これにより、主走査方向の照度ムラを改善することができる。

また、第１の出射面１５及び第２の出射面１６の主走査方向のパワーを変えるために主走査方向の形状を変化させてもよい。このように、トーリック面領域の主走査方向の間隔を変化、及び／またはトーリック面領域の主走査方向のパワーを変化させることで、主走査方向の照度ムラを改善することができる。

（照度分布）
図８に本実施形態と従来例との主走査方向と直交する方向（副走査方向）での原稿面内の照度分布を示す。図８より明らかなように、主走査方向と直交する方向（副走査方向）での集光効率を第１の実施形態よりも更に改善することができている。

《第３の実施形態》
図９に、本発明の第３の実施形態の照明装置の副走査断面図を示す。なお、画像読取装置としては、第１の実施形態と同様であるため、説明は省略する。本実施形態では、第１、第２の実施形態と異なり、更なる主走査方向の照度ムラ改善のために、第１及び第２出射面２５、２６にシボ加工による拡散パターンも併せて構成している。このため、拡散パターンによる光量低下が発生するがこれを補償するために、反射面２４、第１及び第２出射面２５，２６、及び反射部材３０３ｄのパワーを最適にし、第２の実施形態と同等の副走査方向の集光効率を維持している。

本実施形態において、具体的な曲率半径は、反射面２４でＲ＝２５ｍｍ、第１の出射面２５でＲ＝２．０５ｍｍ、第２の出射面２６でＲ＝１．８５ｍｍで構成している。また、φ１＝０．２４、φ２＝０．２６、φ１／φ２＝０．９０であり、条件式（１）を満足している。

また、Ｗ_Ｌ＝０．７ｍｍ、Ｗ＝０．７５ｍｍ、Ｌ１＝９．６ｍｍ、Ｌ２＝３．７ｍｍ、θ_１＝４．５°、θ_２＝０°で、Ｗ／（Ｌ＋Ｌ２）＝０．０６、（（Ｌ１ｔａｎθ_１）＋（Ｌ１ｔａｎθ_２））／（Ｌ１＋Ｌ２）＝０．０５である。これより、条件式（２）、（３）、（４）を満足している。

更に、Ｌ３＝３．９５ｍｍ、Ｌ４＝７．５ｍｍで、Ｌ２／Ｌ１＝０．３９、Ｌ３／Ｌ２＝１．０７、Ｌ４／Ｌ２＝２．０３であり、条件式（５）、（６）、（７）も満足している。また、反射部材３０３ｄは、曲率半径Ｒ＝２０ｍｍで構成している。

（変形例）
なお、上述した実施形態では、光源として複数個の白色ＬＥＤを主走査方向に配列させたが、キセノンランプなどの単一の線状光源を主走査方向に配列させるものであっても良い。

１・・入射面、２ａ、２ｂ・・全反射側面、３・・全反射側面の端部領域、４・・反射面、５・・第１の出射面、６・・第２の出射面、１０３ａ・・発光素子（ＬＥＤ）、１０３ｄ・・反射部材

Claims (20)

1. 第１の方向に長い入射面と、
   該入射面から入射した光束を反射させる反射面と、
   前記入射面からの光束を前記反射面に導く側面と、
   前記反射面からの光束が出射する第１の出射面と、
   前記入射面からの光束が前記反射面を介さずに出射する第２の出射面と、
   を有し、
   前記第１及び第２の出射面は、互いに隣接しており、
   前記第１の方向に垂直な第１の断面内において、前記第１の出射面の屈折力をφ１、前記第２の出射面の屈折力をφ２、とするとき、
   ０．６＜φ１／φ２＜０．９５
   なる条件を満たすことを特徴とする導光体。
2. 前記反射面は、前記第１の断面内において正の屈折力を有することを特徴とする請求項１に記載の導光体。
3. 前記入射面は、平面であることを特徴とする請求項１又は２に記載の導光体。
4. 前記第１の出射面と前記第２の出射面との境界部は、凹部であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の導光体。
5. 前記第１の出射面と前記第２の出射面とは、不連続に接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の導光体。
6. 前記側面は、前記第１の断面内において互いに対向して配置される第１及び第２の側面を含み、
   前記第１の側面と前記第１の出射面とを前記第１の断面内において接続する第３の側面と、前記第２の側面と前記反射面とを前記第１の断面内において接続する第４の側面と、を更に有す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。
7. 前記第３及び第４の側面は、前記第１の断面内において前記入射面から離れるに従い互いの間隔が広がるように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の導光体。
8. 第１の方向に長い入射面と、
   該入射面から入射した光束を反射させる反射面と、
   前記入射面からの光束を前記反射面に導く第１及び第２の側面と、
   前記反射面からの光束が出射する第１の出射面と、
   前記入射面からの光束が前記反射面を介さずに出射する第２の出射面と、
   前記第１の側面と前記第１の出射面とを前記第１の方向に垂直な第１の断面内において接続する第３の側面と、
   前記第２の側面と前記反射面とを前記第１の断面内において接続する第４の側面と、
   を有し、
   前記第１及び第２の出射面は、互いに隣接し、かつ前記第１の断面内において集光作用を備えており、
   前記第３及び第４の側面の間隔は、前記第１の断面内において前記入射面から離れるに従い広くなることを特徴とする導光体。
9. 前記反射面と前記第２の出射面とを接続する第５の側面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。
10. 前記第５の側面は、前記第１の断面内において、前記入射面から離れるに従い前記第１の出射面における前記入射面に最も近い点から離れるように構成されていることを特徴とする請求項９に記載の導光体。
11. 前記第１及び第２の出射面の少なくとも一方は、前記第１の方向において曲率を有する複数のトーリック面を含む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。
12. 前記第１の方向に配列される複数の光源と、該複数の光源から出射する光束を被照射面に導光する請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の導光体と、を備えることを特徴とする照明装置。
13. 前記第２の出射面からの光束を前記被照射面に導光する反射部材を備えることを特徴とする請求項１２に記載の照明装置。
14. 前記第１の出射面及び前記反射部材は、読取光軸に対して両側から前記被照射面に光束を導光することを特徴とする請求項１３に記載の照明装置。
15. 前記反射部材は、前記第１の断面内において屈折力を有することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の照明装置。
16. 第１の方向に配列される複数の光源と、該複数の光源から出射する光束を被照射面に導光する導光体と、を備える照明装置であって、
    前記導光体は、
    第１の方向に長い入射面と、
    該入射面から入射した光束を反射させる反射面と、
    前記入射面からの光束を前記反射面に導く側面と、
    前記反射面からの光束が出射する第１の出射面と、
    前記入射面からの光束が前記反射面を介さずに出射する第２の出射面と、
    を有し、
    前記第１及び第２の出射面は、互いに隣接し、かつ前記第１の方向に垂直な第１の断面内において集光作用を備えており、
    前記第１の断面内において、前記光源の幅をＷＬ、前記入射面の幅をＷ、前記導光体の光入射軸の前記入射面から前記側面の前記光源から遠い側の端部までの長さをＬ１、前記光入射軸の前記側面の前記光源から遠い側の端部から前記反射面までの長さをＬ２、とするとき、
    ＷＬ＜Ｗ
    ０＜Ｗ／（Ｌ１＋Ｌ２）＜０．１５
    なる条件を満たすことを特徴とする照明装置。
17. 前記第１の断面内において、前記導光体の光入射軸の前記入射面から前記側面の前記光源から遠い側の端部までの長さをＬ１、前記光入射軸の前記側面の前記光源から遠い側の端部から前記反射面までの長さをＬ２、前記側面のうち最も前記被照射面に近い側面と前記光入射軸とが成す角をθ１（度）、前記側面のうち最も前記被照射面から遠い側面と前記光入射軸とが成す角をθ２（度）、とするとき、
    ０＜（（Ｌ１ｔａｎθ１）＋（Ｌ１ｔａｎθ２））／（Ｌ１＋Ｌ２）＜０．１３
    なる条件を満たすことを特徴とする請求項１６に記載の照明装置。
18. 前記第１の断面内において、前記導光体の光入射軸の前記入射面から前記側面の前記光源から遠い側の端部までの長さをＬ１、前記光入射軸の前記側面の前記光源から遠い側の端部から前記反射面までの長さをＬ２、前記光入射軸の前記反射面から前記第１の出射面までの長さをＬ３、前記側面の前記光源から遠い側の端部から前記第２の出射面までの距離をＬ４、とするとき、
    ０．１５＜Ｌ２／Ｌ１＜０．８
    ０．５＜Ｌ３／Ｌ２＜１．５
    １．２＜Ｌ４／Ｌ２＜２．５
    なる条件を満たすことを特徴とする請求項１７に記載の照明装置。
19. 前記光源は、前記第１の方向に配列される複数個のＬＥＤ、または前記第１の方向に配列される単一のキセノンランプであることを特徴とする請求項１２乃至１８のいずれか１項に記載の照明装置。
20. 請求項１２乃至１９のいずれか１項に記載の照明装置と、前記被照射面からの光束を受光する読取手段と、前記被照射面からの光束を前記読取手段に導光する結像光学系と、を備えることを特徴とする画像読取装置。