CN1469137A

CN1469137A - 光学元件及具有该光学元件的照明装置

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Publication number: CN1469137A
Application number: CNA031384218A
Authority: CN
Inventors: 深泽求
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-05-27
Filing date: 2003-05-26
Publication date: 2004-01-21
Anticipated expiration: 2023-05-26
Also published as: US7336403B2; EP1367413A1; CN1229654C; US20030218811A1

Abstract

提供一种将光源发射的光束整形为线状，与原稿尺寸无关的通用性高的光学元件及具有该光学元件的照明装置。该光学元件以包含抛物线的焦点或其附近的点的轴作为旋转轴Ls，以旋转该旋转轴时形成的曲面的内侧的一部分作为反射面3a。

Description

光学元件及具有该光学元件的照明装置

技术领域

本发明涉及光学元件及具有该光学元件的照明装置，特别涉及将光源发射的光束整形为直线状，使线照明效率高而适用于例如使用一维线传感器的图像读取装置的光学元件。

背景技术

现在，为了得到图像读取装置的线用照明装置，由于消耗功率及发热量小或不需要特别的亮灯装置，近年来提出各种采用由半导体器件构成的光源(点状光源)作为光源装置，并使用透镜和反射构件等使该光源发射的光束高效率地聚光于原稿面上的照明装置。

这些照明装置，是将由半导体器件构成的多个光源在和一维线传感器的一维方向平行排列，利用单一的长形反射构件(光学元件)把该多个光源发射的光束聚光于原稿面上。这种照明装置在例如日本专利特开平11-52136号公报中被提出。

不过，高效率的聚光，在另一方面对制造误差非常敏感，要求很高的形状精度及保持精度。因此，一直存在以下所示的问题。

(1)由于反射构件是长形的，制造用的模具变大，模具代价高昂。

(2)由于反射构件是长形的，因为成型时剩余应力的关系，脱型后会变形。

(3)对于光源和反射构件的相对位置关系敏感，对弯曲多半不能彻底校正。

(4)反射构件由于是与原稿的尺寸相对应地制造的，缺乏通用性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种将光源发射的光束整形为线状，与原稿尺寸无关的通用性高的光学元件及具有该光学元件的照明装置。

本发明的第1方面是一种光学元件，其特征在于以包含抛物线的焦点的直线作为旋转轴，以旋转该抛物线时形成的曲面的内侧作为反射面。

本发明的第2方面是如上述第1方面所述的光学元件，其特征在于上述曲面是上述旋转轴在距离基准位置±45°～±90°的范围内旋转时形成的形状。

本发明的第3方面是如上述第1方面的光学元件，其特征在于在上述反射面以外的面上设置组装用构件。

本发明的第4方面是如上述第1方面的光学元件，其特征在于在与上述反射面对置的空间的一部分上设置透明构件。

本发明的第5方面是一种照明装置，其特征在于具有一个以上的包含上述第1方面的光学元件和发光点位于该光学元件的一个焦点的光源装置的照明单元，从该发光点发射的光束经该光学元件对被照射面进线照明。

本发明的第6方面是如上述第5方面的照明装置，其特征在于具有多个上述照明单元，该多个照明单元配置于由上述发光点的上述曲面形成的第1假想直线上。

本发明的第7方面是一种图像读取装置，其特征在于利用上述第5方面的照明装置和由该照明装置以直线形状照明的将图像信息成像于一维线传感器上的成像装置来读取该图像信息。

本发明的第8方面是一种光学元件，其特征在于以包含椭圆的一个焦点的直线作为旋转轴，以将该椭圆的形状相应于该旋转轴旋转的旋转角而变化所形成的曲面的内侧作为反射面。

本发明的第9方面是如上述第8方面的光学元件，其特征在于上述曲面的形状是由形成该曲面的椭圆的另一个焦点位于第1假想直线上的形状形成的。

本发明的第10方面是如上述第8方面所述的光学元件，其特征在于上述曲面是在上述旋转轴在距离基准位置±45°～±90°的范围内旋转时形成的形状。

本发明的第11方面是如上述第8方面的光学元件，其特征在于在上述反射面以外的面上设置组装用构件。

本发明的第12方面是如上述第8方面的光学元件，其特征在于在与上述反射面对置的空间的一部分上设置透明构件。

本发明的第13方面是一种照明装置，其特征在于具有一个以上的包含上述第8方面的光学元件和发光点位于该光学元件的一个焦点的光源装置的照明单元，从该发光点发射的光束经该光学元件对被照射面进线照明。

本发明的第14方面是如上述第13方面的照明装置，其特征在于上述透明构件具有以上述旋转轴为中心的大致为同心圆弧状的射出端面。

本发明的第15方面是如上述第14方面的照明装置，其特征在于上述透明构件的射出端面在与上述旋转轴平行的方向上不具有曲率。

本发明的第16方面是如上述第13方面的照明装置，其特征在于上述透明构件的射出端面在与上述旋转轴平行的方向上具有曲率，该曲率，随着与上述焦点的第1假想直线的距离的加大，显示出功率缓减的形状变化，上述曲面的形状为使设置于上述射出端面上的考虑了曲率确定的合成的焦点位置的轨迹处于第2假想直线上。

本发明的第17方面是如上述第16方面的照明装置，其特征在于随着与第1假想直线的距离的加大，功率缓减的形状变化是使上述发光点的成像位置处于第1假想直线上。

本发明的第18方面是如上述第13方面的照明装置，其特征在于具有多个上述照明单元，该多个照明单元配置于由上述发光点的上述曲面形成的第1假想直线上。

本发明的第19方面是一种图像读取装置，其特征在于利用上述第13方面的照明装置和由该照明装置以直线形状照明的将图像信息成像于一维线传感器上的成像装置来读取该图像信息。

本发明的第20方面是如上述第13方面的照明装置，其特征在于上述曲面是通过使上述发光点发射的光光束成像而在一维方向上形成焦线。

本发明的第21方面是如上述第20方面的照明装置，其特征在于具有多个上述照明单元，该多个照明单元配置于由上述发光点的上述曲面形成的第1假想直线上。

本发明的第22方面是一种图像读取装置，其特征在于利用上述第20方面的照明装置和由该照明装置以直线形状照明的将图像信息成像于一维线传感器上的成像装置来读取该图像信息。

本发明的第23方面是一种图像读取装置，其特征在于利用上述第21方面的照明装置和由该照明装置以直线形状照明的将图像信息成像于一维线传感器上的成像装置来读取该图像信息。

附图说明

图1为本发明的实施形态1的照明单元的要部斜视图。

图2为图1的Y-Z剖面图(垂直剖面图)。

图3为图1的X-Y平面图(水平剖面图)。

图4为用来使二次曲面的一部分成为反射面的说明图。

图5为本发明的实施形态2的照明单元的要部斜视图。

图6为用来使椭圆的一部分成为反射面的说明图。

图7为图5的X-Z剖面图(侧面图)。

图8为图5的Y-Z剖面图(垂直剖面图)。

图9为采用本发明的照明装置的图像读取装置的要部剖面图。

图10为采用本发明的照明装置的图像读取装置的要部剖面图。

图11为采用本发明的照明装置的图像读取装置的要部概略图。

图12为采用本发明的照明装置的图像读取装置的要部概略图。

图13为本发明的实施形态3的要部剖面图。

图14为本发明的实施形态3的要部剖面图。

图15为本发明的实施形态4的要部剖面图。

图16为本发明的变形例的要部剖面图。

具体实施方式

[实施形态1]

图1为本发明的使用光学元件的照明装置的要部斜视图。图2为图1的Y-Z剖面图(垂直剖面图)。图3为图1的X-Y平面图(水平剖面图)。

在图1中，1是光源装置，由光源(点状光源)构成，其配置成使发光点(芯片)1a位于形成后述的光学元件3的反射曲面的一个焦点或其附近的点上。光源1固定在基板2上的规定位置上，由通过施加电压发光点1a发光的半导体器件构成。通常，光源1的发光一般具有相对于发光点1a的铅直方向(Z方向)按照余弦衰减的光度分布特性，其中用来对原稿在线方向(X方向)上有效照明使用的很少。

3是光学元件，是由用来将未能有效利用的光束的一部分进行聚光的曲面形状的反射构件构成的。此反射构件3以包含抛物线的焦点或其附近的点的轴作为旋转轴Ls，以在旋转该旋转轴Ls时所形成的曲面的内侧的一部分作为反射面3a。曲面是由旋转轴在距离基准位置±45°～±90°的范围内旋转时形成的形状构成的。另外，光学元件3和光源装置1的各元件构成照明单元(照明装置)11的一个元件。

反射构件3是透明的介质(塑料、玻璃材料)。

在反射构件3的非反射面的下面是一体成型的作为组装构件的定位销4，与事先在基板2上打孔的定位用的定位孔2a嵌合。在此图1中，通过设置连接反射构件3的框材5并在其下面还形成定位销4，使组装作业可在一个工序中完成，如使反射构件3分为独立的两个同形部件，可进一步节约模具的投资。

如果将在基板2的平面中与包含光源1的读取线(X方向)平行的直线定义为Lm，与该直线Lm垂直的直线为Ls，在嵌合状态中以该直线Ls作为旋转轴，在旋转时形成的包含直线Ls的任意平面和反射构件3的交线La、Lb成为二次曲面L1～Ln的一部分(参照图4)，此时的二次曲面L1的焦点F1在光源1上或者在制造误差范围内在其附近。

另外，如旋转轴Ls是包含焦点F1或其附近的点的直线，也可以是例如图4上虚线所示的旋转轴Ls1、…等任何轴线。光学元件3以在旋转轴Ls旋转时形成的曲面的内侧面作为反射面3a。

就是说，换言之，在将光源1位于焦点处的规定的二次曲面L1以直线Ls作为旋转轴进行旋转时所形成的曲面中具有在基板2上形成的反射面Rm的是反射构件3。

在本实施形态中，反射面Rm形成180°的旋转角，但由光度分布特性也可以在从90°至180°范围内形成反射面。另外，光束从发光点1a发射的方向设定为在透明基板的下方来设定反射面Rm也可以。

图2为在图1中在基板2上安装了反射构件3的嵌合状态下，与该基板2垂直的直线Ls上的垂直剖面图。二次曲线L1由以实线表示的基板2上的曲线L11以及由虚线表示的基板2下的曲线L12形成，由光源1在焦点上的抛物线形成。从光源1发射的发散光束，由于在反射构件3的反射面3a上反射之后变换为平行光束对原稿面上(未图示)进行照明而得到有效的利用。

图3为在图1中在基板2上安装了反射构件3的嵌合状态下，与该基板2垂直的直线Ls上的水平剖面图。二次曲线L1由以实线表示的基板2上的曲线L11以及由虚线表示的基板2下的曲线L12形成的光源1在焦点上的抛物线形成。从光源1发射的发散光束，在反射构件3的反射面3a上反射之后变换为平行光束。即从发光点1a发射的光束在无限远处成像。

此光束实质上很少到达原稿面上(未图示)，由于从图2至图3的中间的全部剖面形状在其反射面3a上光束的一部分变换为平行光束射出，在读取行方向上可获得均匀的线照明，即使是在照明单元11在X方向上并列多个的场合，从此照明装置发射的光束也不会形成波纹，可以混合得很均匀。

为了维持这一均匀性，最好是确保形成反射面Rm的扇形的角度在90°以上。如小于90°，对从反射面Rm发出的光束的指向性要求过严，在照明区域叠加的部分容易发生波纹，会在原稿起伏时等情况下成为降低图像读取装置的画质的原因。

这样，在本实施形态中，通过如上所述地使反射构件3以包含抛物线的焦点或其附近的点的轴作为旋转轴Ls，以在旋转该旋转轴Ls时所形成的曲面的内侧的一部分作为反射面3a，可使离开读取线方向的光束适当地聚光于该读取线的方向而实现均匀照明。此外，通过相应于必需的原稿尺寸和光量对具有光源(发光点1a)1及光学元件3的照明单元11的数量和密度设定进行最优化设定，可以实现高效率的线照明。另外，通过使反射面3a的形状成为旋转抛物面，不会使形状本身复杂化，可以以旋转轴Ls作为轴对象以同一形状实施本发明。

另外，在本实施形态中说明的是，以包含由二次函数形成的抛物线的焦点或其附近的点的轴线作为旋转轴Ls，以在旋转该旋转轴Ls时所形成的曲面的内侧的一部分作为反射面3a，形成的两个反射曲面具有同一对称形状，但在实际使用状态中，如图4所示，这些也可以设定为非对称，可以将两个曲面的照明方向，相应于被照明区域，分别独立地设定。

另外，由于反射曲面，主要是只要反射光束到达规定的照明区域就可达到目的，所以如果在反射面上附加微细结构，使表面具有反射指向性的扩散性，则可能使制造及组装的精度敏感度降低，而且即使使曲面形状本身与多面体近似，其结果总体上也与曲面差不多，这种制造方式也是可以的，这是自不待言的。

[实施形态2]

图5为本发明的实施形态2的照明单元的要部斜视图，图6为用来使椭圆的一部分成为反射面的说明图。在图5中，与示于图1的元件相同的元件赋予相同的符号。

本实施形态，如图6所示，以包含椭圆51的一个焦点或其附近的点51a的轴Ls作为旋转轴，以将该椭圆51的形状相应于该旋转轴Ls旋转的旋转角而变化所形成的曲面的内侧的一部分作为反射面51b。

就是说，曲面形状，在使旋转轴Ls旋转时相应于旋转角使椭圆形状改变，此时椭圆的形状的变化使得椭圆的另一个焦点或其附近的点51c位于与图像的读取线Lr平行的假想直线上。

另外，上述曲面，是旋转轴Ls在距离基准位置±45°～±90°的范围内旋转时形成的形状。

图7为图5的X-Z剖面图(侧面图)，是用来说明反射构件3的反射面Rm的形状的设定原理的示图。

图中，GB是透明的介质(塑料、玻璃材料)，设置于反射面Rm对置的空间的一部分上，将光源1覆盖。反射构件3设置于介质GB上。

在图5中，示出一般带有透镜遮光罩的半导体发光器件(光源)1。在预设有配线用的引线的半导体发光器件1的透镜遮光罩部上与包含直线Ls的平面的交线具有在侧面的一部分上的发光点1a在椭圆的焦点上的反射面Rm。在利用底部形成的定位销(组装用构件)4安装到基板2上之后，将引线焊接好。

图7是此状态的侧面图，直线Lr是想像图像读取的假想线。下面对反射面Rm的形状的决定方法予以说明。在任意指定图像的读取线Lr上的读取点p1、p2、p3、p4、…、pn的场合设定如下，包含点pn和直线Ls的剖面Dm和反射构件3的反射面Rm之间的形成的交线3P，在一个焦点上为光源1，还考虑到介质的不同的另一个焦点为pn′时，点pn′在连接光源1和点pn的直线延长线上，而且点pn′之间的直线Lp与读取线Lr平行。

就是说，反射面(曲面)Rm，通过将发光点1a发射的光束成像在一维方向上形成焦线。

利用这样的设定，在光源1发射的光束由反射面Rm反射之后，可以形成与读取线Lr平行的清晰的焦线，通过与靠近周边逐渐衰减的线照明重叠可以实现高效率的线照明。

还有，在图7中，为了提高照明效率，在画有阴影线的区域13中入射光束由反射面6反射而得到有效利用。作为一个示例，假设画有阴影线的区域13是抛物面，反射面6的形状无论是平面还是微小的柱面及菲涅耳反射面都可以。

图8为图5的Y-Z剖面图，相当于包含直线Ls的任意剖面图。

在同图中，从设置于一个焦点F1上的发光点1a发射的光束在经过光学元件3的反射面Rm的反射之后，聚光于另一个焦点F2。此时，聚光点F2比相当于读取线Lr的位置更靠近光源1一侧，可以提高照明效率。

为了在读取线Lr上高效地形成实用的照明宽度，通过将介质GB的射出端面7做成以光源1为中心的圆形或环形或圆柱形，可以在从介质GB射出光束的同时，几乎是垂直地引出。

在射出端面7的直线Ls方向上设定规定的功率。另外，射出端面7也可以是平面。

此处规定的所谓的功率的设定方式如下，即通过使光源1发射的直接的发散光束会聚于在读取线Lr的外侧而在该读取线Lr上形成有限的照明宽度，通过使反射面Rm的反射光会聚于在该读取线Lr的内侧而在该读取线Lr上形成与该照明宽度大致相等的照明宽度。

更详细说，在图7中，通过沿着从P1到Pn的朝向顺序平缓地设定射出端面的上述功率，从P1′起到Pn′止，与光源1a维持共轭关系，使其位于一条直线上，可以形成均匀性更高的焦线。就是说，对于不经反射曲面3的光束，可以形成均匀的焦线。此时，考虑到射出端面的上述功率，也可以使上述反射曲面3的曲面形状变化而使合成的焦点位置画出直线状的轨迹。此时，为了提高照明区域的均匀性，对射出端面7的形状赋予扩散性，虽然很小，也很有效。

另外，对射出端面7不给予上述功率，做成为柱面时，因为反射曲面3的形状，以光源为中心以圆弧形状切取椭圆柱，可以使制造过程非常简化。以上，对各种组合进行了说明，但这些组合是自由的，无论是单独使用还是复合使用都没有问题。

另外，在本实施形态中说明的是以包含由二次函数形成的抛物线的焦点或其附近的点的轴线作为旋转轴Ls，以在旋转该旋转轴Ls时所形成的曲面的内侧的一部分作为反射面3a，形成的两个反射曲面具有同一对称形状，但在实际使用状态中，如图4所说明的，这些也可以设定为非对称，可以将两个曲面的焦点位置，相应于被照明区域，分别独立地设定，也可以将一侧的曲面形状做成为多焦点的形状。

另外，反射曲面，由于主要是只要反射光束到达规定的照明区域就达到目的，所以，如果在反射面上附加微细结构，使表面具有反射指向性的扩散性，可能使制造及组装的精度敏感度降低，而且使曲面形状本身与多面体近似，结果总体上成为曲面近似，这种制造方式也是可以。

另外，在使用多个包含光学元件3和光源1的照明单元11，将发自发光点的光束经该光学元件对被照射面(原稿面)进线照明的照明装置时，也可以将照明单元11和读取线Lr(X方向)平行排列。

[实施形态3]

现在，在传真机及图像扫描仪等的图像读取装置中，原稿照明使用各种光源部。其中节能高效的LED是近年来特别令人注目的光源部之一。

通常，这些光源部，多半是从制造该光源部的制造商处购入，由制造图像读取装置的制造商组装使用。就是说，在光源部使用方，因装置的不同，使用的最佳形态有多种多样，对于制造光源部的制造商来说，尽可能供给具有通用性的光源部是最有效率的。

下面以LED作为光源部为例，例如，公知的现有的穹状的树脂覆盖的LED(穹形透镜LED)。

例如，在日本专利实开平6-44627号公报中将其组装成为线状，并且通过在光轴方向上进行调整可以减轻光斑。

不过，覆盖穹状树脂的指向性高的光源部，穹形透镜(聚光透镜)和发光点之间的位置精度严格，不过在进行线状照明时，现有的穹状形状也不一定是最佳的。

其中提出了适于线照明的光学元件和光源部组合而成的光源装置(照明装置)。不过，由于在此光源装置中使用的光学元件的形状对于使用方是最优化的，对应于用途其最优形状有各种各样的，作为光源制造商，以这种形状制造的树脂盖罩导致通用性下降，在对应上发生问题。

本发明的目的是提供一种按照原样使用制造商制造的通用LED等光源部，对规定的照明区域进行最优高效照明，而对使用方可得到充分精度的光源装置及利用该光源装置的照明装置。

图13为本发明的实施形态3的要部剖面图，图14为在图13的状态下接合光学元件101和光源部102时的要部剖面图。

在图13、图14中111是光源装置111，具有由穹形构成的光学元件101和由穹形透镜LED构成的光源部(光源)102。

光源部102包括发光部102a和具有在该发光部102a的光射出侧的聚光作用的现有的透明构件(穹形透镜)102b。

光学元件101由对发光部102a透明的材质组成，其构成包括与现有的透明构件102b的光出射面102c的形状相对应的嵌合部101a和改变从该嵌合部101a发出的光束的状态使其出射的光出射面101b。另外，此处所谓的透明，只要对发光部102a发光的主要使用波长透明即可，不一定必须对可见光区透明。另外，所谓透明，是指吸收少，也可以具有用来使各部的表面保持使位置精度的敏感度减轻的扩散性。

在本实施形态中，从发光部102a发射的光束经光出射面101b入射到规定的照射区域，该光学元件101，在其嵌合部101a中嵌入并固定光源部102的现有的透明构件102b。就是说，嵌合部101a和现有的透明构件102b，在其定位使上述规定的照射区域的照度分布变为预先设定的范围内之后，予以固定。

光学元件101，如上所述，具有可以与现有的透明构件102b嵌合的嵌合部101a，通过将其无间隙地嵌入固定而成为图14所示的状态。因为在如此嵌入固定的场合发光部102a的位置的位置精度是由通用光源部102侧的位置精度决定的，在光学元件101的设计形状与该光源部102的位置不敏感的场合生产性能最佳，并且由于结构简易可降低成本。

这样，在本实施形态中，如上所述，在对发光部102a透明的材质的光学元件101中设置有用来嵌合光源制造商制造的通用的现有透明构件102b的嵌合部101a，通过将该光学元件101和光源部102双方接合，供应制造商也不会失去通用性，使用方也可以在最优状态下中使用。

[实施形态4]

图15为本发明的实施形态4的照明单元的要部斜视图，在同图中，与示于图13的元件相同的元件赋予相同的符号。

在本实施形态中，与上述实施形态3不同之点是在光学元件101的嵌合部101a和光源部102的现有的透明构件102b之间形成有空隙105，在该空隙105中以透明的粘接剂103填充使双方接合。其他的构成及光学作用与实施形态3大致相同，因此可以获得同样的效果。

通常，如果提高光源装置(照明系统)111的照明效率，则对光学元件101的发光部102a的位置精度的敏感度，就市售的通常的制造精度而言，经常有偏差过大的结果。

于是，在本实施形态中，将光学元件101的嵌合部101a设定为比光源部102的现有的透明构件102b大一些，在其间形成的空隙105中填充透明的粘接剂103，在该嵌合部101a中使光源部102在箭头X方向上移动进行光轴等的位置调整之后固定，使该粘接剂103硬化而接合。此场合下的位置调整，可以一边观察配置于照明区域的多个受光传感器104的输出值，一边实施调整。在此场合，受光传感器104是PIN光电二极管这样的器件，也可以一边测定光量的对象性一边进行调整，在CCD这样的元件的场合，也可测定其照度分布而获得更高精度的位置调整。

上述的硬化可以是原样的自然硬化，但为了提高生产率采用热硬化性或UV硬化性的粘合剂更合适。另外，在同图中，是利用来自外部的UV照射进行硬化，但在临时硬化用的热源及紫外线源中也可以依光源的种类而使用光源本身的发热及发光等。

这样，在本实施形态中，在如上所述的光学元件101的嵌合部101a和光源部102的现有的透明构件102b之间形成空隙105，通过在该空隙105中填充透明的粘接剂103，与上述实施形态3一样，供应制造商也不会失掉通用性，使用方也可以在最优状态下中使用。

另外，通过使用具有与现有的透明构件(穹形透镜)102b的树脂相同的折射率的光学元件101及粘接剂103，可以减少接合部分中的折射的影响。由此设计变得更容易，并且在现有的透明构件102b的壁面上全反射的光束的引出效率可以提高。

另外，通过使光学元件101和现有的透明构件102b以及硬化后的透明的粘接剂103的热膨胀率一致，可以减小伴随发光时的环境变动的形状的变形。另外，此处所说的透明的粘接剂，是指不积极地吸收光源的光线，即使是在硬化后赋予具有扩散性的特性，实用上不仅不会出问题，还可以期待也可能减轻对光源的位置精度的敏感性。

[变形例]

下面示出实施形态3、4的变形例。

作为光源部102和光学元件101的嵌入固定的方法，也可以如图16所示，将光学元件101的嵌合部101a与光源部102的现有的透明的透明构件102b的形状相对应地进行设定，通过将透明构件102b轻轻压入嵌合部101a使光学元件101的一部分变形而嵌入固定。

另外，在各实施形态中，说明的是由穹形透镜LED组成的光源部，但不限于此，例如，对于具有长方体及圆柱状等各种标准形状的光源部也可同样处理。

另外，对于光学元件101，不限于各实施形态中所示的穹形形状，例如，即使是在相应于各种用途的光源装置具有另外形状的光学元件中形成嵌合部101a，本发明也可以与上述实施形态一样应用。

[本发明的实施方案]

对本发明的各种示例及实施形态已经予以说明，如果是本专业人士，应该可以理解，本发明的精神和范围不限定于本说明书内的特定的说明和附图，本专利权利要求的范围包括一切阐述的种种的修正和变更。

基于本发明的实施形态3、4的实施方案可举例如下。

[实施方案1]

一种光源装置，具有光源部、和使该光源部发射的光束入射到规定的照射区域光学元件，其特征在于：

该光源部具有在发光部的光射出侧上有聚光作用的透明构件，该光学元件包括与该透明构件的光出射面的形状相对应的嵌合部及改变从该嵌合部发出的光束的状态使其从出射达到光出射面，

在该光学元件的嵌合部中嵌入固定该光源部的透明构件。

[实施方案2]

如上述实施方案1所述的光源装置，其特征在于上述光学元件的嵌合部和上述光源部的透明构件经轻轻压入而嵌入固定。

[实施方案3]

如上述实施方案1所述的光源装置，其特征在于在上述光学元件的嵌合部和上述光源部的透明构件之间形成空隙，在该空隙中填充透明的粘合剂。

[实施方案4]

如上述实施方案1所述的光源装置，其特征在于上述光学元件的嵌合部和上述光源部的透明构件在其定位使上述规定的照射区域的照度分布变为预先设定的范围内之后，予以固定。

[实施方案5]

一种照明装置，其特征在于具有一个以上的实施方案1至4中任何一项所述的光源装置，对被照射面进行照明。

[实施方案6]

一种图像读取装置，其特征在于利用实施方案5所述的照明装置和将该照明装置照明的图像信息成像于一维线传感器上的成像装置读取该图像信息。

[图像读取装置1]

图9为采用本发明的实施形态1～4的照明装置时的图像读取装置的要部剖面图。在同图中是将多个照明单元11在Lm方向(X方向)并行排列对反射原稿1进行高效照明的示例。

在同图中，定位于基板2上的照明单元11在反射原稿10的读取线Lr上形成不具有在直线Lm方向上的指向性的均匀的焦线，使其1平滑合成而获得高效的线照明。

在同图中，以照明单元11发射的光束照明的反射原稿10的图像，由作为成像装置的成像透镜8成像于一维线传感器(CCD)9上。于是，使反射原稿10在垂直于一维线传感器9的方向上移动而读取其图像信息。

[图像读取装置2]

图10为采用本发明的实施形态1～4的照明装置时的图像读取装置的要部剖面图。在同图中是单独使用照明单元11时的示例。

在同图中，照明单元11发射的光束利用菲涅耳透镜等光学元件12向作为成像装置的成像透镜8的入射光瞳方向偏转，在形成克勒(Koehler)照明系统的同时到达一维线传感器(CCD)9上。此光束在通过光学元件12之后，就在空中成像。于是，排列于该焦线附近的透射原稿10的图像由成像透镜8成像于一维线传感器(CCD)9上。于是，使透射原稿10在垂直于纸面的方向上移动而读取其图像信息。

[图像读取装置3]

图11为将本发明的实施形态1～4的照明装置应用于1∶2扫描型的图像读取装置时的要部概略图。

在同图中，从照明单元11发射的光束照明原稿61，从该原稿61发出的反射光经第1、第2、第3反射镜65、66、67使该光束的光路在主体内部折曲并由作为成像装置的成像透镜68在一维线传感器(CCD)69面上成像。此时，第1、第2、第3反射镜65、66、67在副扫描方向上移动的同时通过对主扫描方向的电扫描读取原稿61的图像信息。此时，第2、第3反射镜66、67移动的移动量为第1反射镜65的一半而使原稿61和一维线传感器69的距离保持一定。

[图像读取装置4]

图12为将本发明的实施形态1～4的照明装置应用于托架一体型的图像读取装置时的要部概略图。

在同图中，从照明单元11发射的光束照明原稿81，从该原稿81发出的反射光经第1、第2、第3、第4反射镜85、86、87、88使该光路在托架91的内部折曲并由作为成像装置的成像透镜89在一维线传感器(CCD)90面上成像。于是，托架91由副扫描电动机(未图示)在图中的所示的箭头C方向(副扫描方向)上移动而读取原稿81的图像信息。

另外，本实施形态也适用于数字彩色复印机及彩色图像扫描仪等各种彩色原稿读取装置。

根据本发明，通过使以上述的曲面的内侧的一部分作为反射面而形成的光学元件和光源1∶1对应地形成，可以使该光学元件结构简易而小型化，另外因为可进行高效均匀的线照明，在组装时还可以进行均匀性调整，并且只要相应于原稿的尺寸、装置的规格等设定照明单元的数量和密度，就可以获得通用性高的光学元件及具有该光学元件的照明装置。

Claims

1.一种光学元件，其特征在于：以包含抛物线的焦点的直线作为旋转轴，以旋转该抛物线时形成的曲面的内侧作为反射面。

2.如利要求1所述的光学元件，其特征在于：上述曲面是上述旋转轴在距离基准位置±45°～±90°的范围内旋转时形成的形状。

3.如利要求1所述的光学元件，其特征在于：在上述反射面以外的面上设置组装用构件。

4.如利要求1所述的光学元件，其特征在于：在与上述反射面对置的空间的一部分上设置透明构件。

5.一种照明装置，其特征在于：具有一个以上的照明单元，该照明单元包含权利要求1所述的光学元件和发光点位于该光学元件的一个焦点的光源装置，从该发光点发射的光束经该光学元件对被照射面进行照明。

6.如利要求5所述的照明装置，其特征在于具有多个上述照明单元，该多个照明单元配置于由上述发光点的上述曲面形成的第1假想直线上。

7.一种图像读取装置，其特征在于：利用权利要求5所述的照明装置、和由该照明装置以直线形状照明的将图像信息成像于一维线传感器上的成像装置，来读取该图像信息。

8.一种光学元件，其特征在于：以包含椭圆的一个焦点的直线作为旋转轴，以将该椭圆的形状相应于该旋转轴旋转的旋转角而变化所形成的曲面的内侧作为反射面。

9.如利要求8所述的光学元件，其特征在于：上述曲面的形状是由形成该曲面的椭圆的另一个焦点位于第1假想直线上的形状形成的。

10.如利要求8所述的光学元件，其特征在于：上述曲面是在上述旋转轴在距离基准位置±45°～±90°的范围内旋转时形成的形状。

11.如利要求8所述的光学元件，其特征在于：在上述反射面以外的面上设置组装用构件。

12.如利要求8所述的光学元件，其特征在于：在与上述反射面对置的空间的一部分上设置透明构件。

13.一种照明装置，其特征在于：具有一个以上的照明单元，该照明单元包含权利要求8所述的光学元件和发光点位于该光学元件的一个焦点的光源装置，从该发光点发射的光束经该光学元件对被照射面进行照明。

14.如利要求13所述的照明装置，其特征在于：上述透明构件具有以上述旋转轴为中心的大致为同心圆弧状的射出端面。

15.如利要求14所述的照明装置，其特征在于：上述透明构件的射出端面在与上述旋转轴平行的方向上不具有曲率。

16.如利要求13所述的照明装置，其特征在于：上述透明构件的射出端面在与上述旋转轴平行的方向上具有曲率，该曲率随着与上述焦点的第1假想直线的距离的加大而显示出功率缓减的形状变化，上述曲面的形状为使设置于上述射出端面上的考虑了曲率确定的合成的焦点位置的轨迹处于第2假想直线上。

17.如利要求17所述的照明装置，其特征在于：随着与第1假想直线的距离的加大，功率缓减的形状变化是使上述发光点的成像位置处于第1假想直线上。

18.如利要求13所述的照明装置，其特征在于：具有多个上述照明单元，该多个照明单元配置于由上述发光点的上述曲面形成的第1假想直线上。

19.一种图像读取装置，其特征在于：利用权利要求13所述的照明装置、和由该照明装置以直线形状照明的将图像信息成像于一维线传感器上的成像装置，来读取该图像信息。

20.如利要求13所述的照明装置，其特征在于：上述曲面通过使上述发光点发射的光光束成像而在一维方向上形成焦线。

21.如利要求20所述的照明装置，其特征在于：具有多个上述照明单元，该多个照明单元配置于由上述发光点的上述曲面形成的第1假想直线上。

22.一种图像读取装置，其特征在于：利用权利要求20所述的照明装置、和由该照明装置以直线形状照明的将图像信息成像于一维线传感器上的成像装置，来读取该图像信息。

23.一种图像读取装置，其特征在于：利用权利要求21所述的照明装置、和由该照明装置以直线形状照明的将图像信息成像于一维线传感器上的成像装置，来读取该图像信息。