JPH09127617A - 線状光源 - Google Patents

線状光源

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JPH09127617A
JPH09127617A JP7283107A JP28310795A JPH09127617A JP H09127617 A JPH09127617 A JP H09127617A JP 7283107 A JP7283107 A JP 7283107A JP 28310795 A JP28310795 A JP 28310795A JP H09127617 A JPH09127617 A JP H09127617A
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JP
Japan
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light
light source
led
light emitting
linear light
Prior art date
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Pending
Application number
JP7283107A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshinobu Suehiro
好伸 末広
Koji Uchida
浩二 内田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Iwasaki Electric Co Ltd
Original Assignee
Iwasaki Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Iwasaki Electric Co Ltd filed Critical Iwasaki Electric Co Ltd
Priority to JP7283107A priority Critical patent/JPH09127617A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 有効照度領域の長さが主走査方向の寸法とほ
ぼ等しいLED線状光源を提供する。 【解決手段】 LED素子10を封止する光透過性樹脂
11は、曲面状反射面12だけでなく、両端の側面15
及び16にも鏡面加工が施され、側面反射面とされてい
る。これは丁度、LED素子10の側面反射面15(又
は16)についての鏡像点にLED素子が存在するのと
等価となる。LED線状光源の側面反射面15の近傍に
位置するLED素子10から発せられた光のうち、側面
反射面15,16に入射した光はここで反射され、最終
的には放射面13から受光面14へ照射される。したが
って、従来は端部側面から外部へ放射され、光源として
利用されなかった光が、側面反射面15(又は16)を
設けることによって、有効に利用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機やファクシ
ミリの画像読み取り用光源等として用いられるLED線
状光源に関するものである。
【0002】
【従来の技術】複写機やファクシミリ等の画像読み取り
用の光源として、従来よりハロゲンランプ等が使用され
ていた。しかし、ハロゲンランプ等を使用した場合は、
発熱量が大きくなる。また、ハロゲンランプを光源とし
てカラー画像の読み取りを行う場合は、光学フィルタを
用いて三原色を取り出す必要があるため、光源に対して
直接電気的に各色の調整や処理を行うことができないと
いった問題がある。このため、最近では、上記のような
欠点のない発光ダイオード(LED)を直線状に配置し
たLED線状光源が、複写機やファクシミリ等の画像読
み取り用光源として使用されている。
【0003】図7は、従来のLED線状光源を軸に垂直
な面で切った断面図であり、図8は、同じLED線状光
源を軸に平行な面で切った断面図である。従来のLED
線状光源は、図7及び図8に示すように、発光面を同じ
方向に向けて一列に配列した複数の発光素子71と、複
数の発光素子の各々に対応するように設けられた、発光
素子71に電力を供給する複数の一対のリード72a,
72bと、光透過性材料73と、複数の発光素子71の
配列方向を中心軸とする柱面状の反射面74と、複数の
発光素子71の背面側に設けられた放射面75と、を有
する。各発光素子71は、対応するリード72a上に導
電性接着材(不図示)を介して載置されている。また、
各発光素子71は、ワイヤ(不図示)により、対応する
もう一方のリード72bと電気的に接続されている。複
数の一対のリード72a,72bは、光透過性材料73
の両側面方向へ交互に引き出されている。複数の発光素
子71と、複数の一対のリード72a,72bの先端部
とは、光透過性材料73により一体的に封止されてい
る。反射面74及び放射面75は、光透過性材料73の
表面に形成されている。
【0004】上記構成の従来の発光ダイオードは、複数
の発光素子71が発した光の略全光束を柱面状の反射面
74で反射して放射面75から前方へ放射する。上記構
成の従来の発光ダイオードによれば、光の放射方向は、
柱面状の反射面74によって制御されるので、発光素子
が発した光をスポット状(ここでは細い線幅の線状)に
集光したときに、集光効率を高めることができる。した
がって、高い照射光量密度を得ることができる。尚、発
光素子の発光面側に設けられたレンズ面で、光の放射方
向を制御する所謂レンズ型発光ダイオードでも、発光素
子が発した光をスポット状に集光することができるが、
集光効率が低く、したがって高い照射光量を得ることが
できない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、LED線状
光源を使用した場合、受光面の任意の位置には、その点
に最も近いLED素子からの光だけでなく、この近傍の
LED素子からの光も照射される。このため、近傍のL
ED素子が少なくなるLED線状光源の端部では、中央
部に比較して照度が低下する。図9は、LED線状光源
の端部における照度が低下する様子を示した図である。
同図において、縦軸は照度、横軸はLED線状光源の主
走査方向xの位置を示す。複写機やファクシミリ等で良
好な画像読み取りを行うためには、照度が中央部の最大
照度Lmax の90%程度以上となる範囲(有効照度領
域)mで使用することが望ましい。このような両端部に
おける照度の低下のため、LED線状光源の有効照度領
域の長さは、LED線状光源の主走査方向の寸法aより
も短くなる。言い換えると、予め決められた長さの有効
照度領域mを得るには、LED線状光源の主走査方向x
における寸法aを、その有効照度領域よりも長くしなけ
ればならない。このことは、小型化、軽量化の要請が強
い複写機やファクシミリ等では望ましくない。
【0006】本発明は、上記事情に基づいてなされたも
のであり、有効照度領域の長さが主走査方向の寸法とほ
ぼ等しいLED線状光源を提供することを目的とするも
のである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの請求項1記載の発明は、所定の間隔で直線状に配列
された複数の発光素子と、前記複数の発光素子を内部に
封止する光透過性樹脂と、前記複数の発光素子から発せ
られた光を反射して、放射面を通って外部の受光面上に
収束するように、前記光透過性樹脂の表面に前記複数の
発光素子の配列方向と平行に形成された柱面状反射面
と、前記発光素子の配列方向と垂直な両側の端部側面に
形成した側面反射面と、を有することを特徴とするもの
である。
【0008】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記複数の発光素子を等間隔に配列したこ
とを特徴とするものである。請求項3記載の発明は、請
求項1記載の発明において、前記複数の発光素子を、端
部の間隔が中央部の間隔よりも小さくなるよう配列した
ことを特徴とするものである。
【0009】請求項4記載の発明は、請求項1記載の発
明おいて、前記放射面は平坦面であり、前記柱面状反射
面は、前記放射面における界面屈折を考慮して設計され
たものであることを特徴とするものである。
【0010】
【作用】本発明は、前記のように、線状光源の光透過性
樹脂の両側の端部側面に側面反射面を形成することによ
って、これらが設けられていない場合に、利用されない
まま端部側面から外部へ放射されていた光が、側面反射
面によって反射されて光透過性樹脂の内部に戻される。
この光は、その後に放射面を通って、或いは、柱面状反
射面で反射されたあとに放射面を通って、外部の受光面
に到達する。したがって、発光素子から発せられた光
は、最終的にほとんどが放射面から放射され、光が有効
に利用される。
【0011】また、端部近傍における発光素子の間隔を
中央部よりも小さくすることによって、側面反射面の反
射率が100%に達しないことによる端部の照度の低下
を少なくすることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、本発明の
一実施形態について説明する。図1は、第一の実施形態
であるLED線状光源の放射面側から見た概略正面図、
図2は、このLED線状光源の概略端部側面図、図3
は、同じくこのLED線状光源の概略長手方向側面図で
ある。図1〜図3に示すLED線状光源は、全長bが約
150mmであり、直線状に多数配列されたLED素子1
0は、約0.3mm角であり、それぞれのLED素子間の
間隔dは2.54mm(0.1インチ)である。各LED
素子10は、電極を兼ねたリード10a上に載置されて
いる。
【0013】柱面状の反射面12及び放射面13は、正
面から見たときに長手方向の中心軸に沿って略半分近く
が切り欠かれた形状となっている。また、LED素子1
0は、その発光面が柱面状の反射面12の頂部に対向す
るように配置されている。光透過性樹脂11の反射面1
2は、金属蒸着による鏡面加工によって反射面が形成さ
れたものである。この柱面状反射面12によって、LE
D素子10から発せられた光は反射され、放射面13か
ら放射される。放射面13から所定距離(例えば1cm)
だけ離間した位置には、放射面に対向するように読み取
り原稿の受光面14が配置される。この受光面14上に
放射された光が略直線状に収束するように、柱面状反射
面12の曲面形状を設計する。例えば柱面状反射面12
の軸方向に垂直な断面を楕円状とし、その焦点にLED
素子10を配置することができる。但し、このように楕
円状とした場合、放射面と外界との界面における界面屈
折により、収束光を完全なスポット状とすることはでき
ない。したがって、光をスポット状に収束させる必要が
ある用途では、断面形状を界面屈折を考慮した多次曲面
とすることが望ましい。このように、柱面状反射面12
の曲面形状を適当に設計することによって光を収束させ
ることができるので、LED素子10と受光面14の間
に円柱状レンズを設ける必要がないという利点がある。
【0014】本実施形態では、更に、光透過性樹脂11
の両端の側面15及び16にも柱面状反射面12と同様
の鏡面加工が施され、側面反射面とされている。尚、図
2及び図3に記載した斜線は、柱面状反射面12及び側
面反射面15,16に鏡面加工が施されていることを示
す。次に、本実施形態のLED線状光源の製造方法につ
いて説明する。まず、一方の電極を兼ねたリード10a
に乗せて固定し、他方の電極10bにワイヤボンディン
グした多数のLED素子10を、主走査方向に直線状に
配列し、相互の相対位置を固定する。これを所定の金型
にセットし、上金型と下金型をしめて光透過性を有する
熱硬化性樹脂を充填する。これを加圧した状態で160
°C程度にし、数分間加熱すことによってモールドす
る。その後、硬化した内部の樹脂を放射面13の側より
金型から取り出す。このとき、金型の端部には、モール
ドしたあとの樹脂を金型から取り出し易くするために、
3〜5°程度のテーパーを付けておく。その後、このテ
ーパー部を切削して、両端面15、16を軸と垂直とな
るように加工し、更に研磨して平滑化する。最後に、L
ED素子10の発光面に対向する曲面、及び平滑化した
端面に金属薄膜を蒸着して鏡面とし、柱面状反射面12
及び側面反射面15,16を形成する。したがって、側
面反射面15,16を形成するための特別の工程は必要
とせず、作業工程が増えることはない。
【0015】図4は、本実施形態のLED線状光源に側
面反射面15(及び16)を設けたことによる効果を説
明するための図である。LED線状光源の側面反射面1
5の近傍に位置するLED素子10から発せられた光の
うち、図4(a)の矢印で示す方向に向かう光は、柱面
状反射面12で反射されたあと側面反射面15へ向か
い、ここで更に反射されて、放射面13から放射され、
受光面14に達する。一方、LED素子10から発せら
れた光のうち、図4(b)の矢印で示す方向に向かう光
は、側面反射面15で反射されたあと、柱面状反射面1
2へ向かい、ここで更に反射されて、放射面13から放
射され、受光面14に達する。これは、丁度、LED素
子10の側面反射面15(又は16)についての鏡像点
にLED素子10’が存在することと等価となる。この
ように、従来は、端部側面から外部へ放射され、光源と
して利用されなかった光が、側面反射面15(又は1
6)を設けることによって、最終的に放射面13から受
光面14へ到達し、受光面を照射する光として有効に利
用される。
【0016】図5は、LED線状光源の両端部における
照度分布を模式的に示した図であり、実線は本実施形態
のように側面反射面15,16を設けた場合であり、点
線は側面反射面を設けない場合である。尚、いずれの場
合も有効照度領域mが同じになるように示してある。従
来のLED線状光源では、有効照度領域をmとするため
には、端部において照度が緩やかに低下するため、主走
査方向の寸法を同図のaまで長くしなければならなかっ
た。これに対して、本実施形態のように側面反射面15
及び16を設けることによって、端部近傍に設けられた
LED素子から発せられた光のほぼすべてが放射面13
から受光面14へ放射されるので、図5に実線で示すよ
うに、照度分布は、端部にいたるまでほぼ均一となる。
その結果、有効照度領域の長さmとLED線状光源の主
走査方向の長さbとがとほぼ等しくなる。したがって、
これを利用した各種機器の寸法の小型化・軽量化を図る
ことができる。
【0017】図6は、本発明の第二の実施形態のLED
線状光源を示す概略長手方向側面図であり、第一の実施
形態を示す図2に対応する図である。本実施形態では、
端部におけるLED素子10の配列間隔を中央部よりも
密に配置する。図2及び図3に示す第一の実施形態のよ
うに、LED線状光源の両端に側面反射面15,16を
設けることによって側面に射出しようとする光を内部に
戻し、光を有効に利用することが可能となる。しかし、
これでも端部の照度が十分でない場合がある。この場合
は、端部におけるLED素子10を密に配置することに
よって、端部の照度低下を補償することができる。
【0018】尚、本発明は上記の各実施形態に限定され
るものではなく、その要旨の範囲内で種々の変更が可能
である。例えば、上記実施形態では、単色のLED素子
を備えたLED線状光源について説明したが、例えば、
LED素子の間隔を1mm程度にして、赤色(R)、緑色
(G)、青色(B)のLEDを順番に繰り返し配列する
ことによって、カラー画像の読み取りを容易にする線状
光源とすることも可能である。また、上記実施形態で
は、複写機やファクシミリの読み取り用光源として利用
されるLED線状光源について説明したが、本発明は、
これ以外にも、例えば光を照射して記憶内容を消去する
EPROMのイレーサーとして利用することも可能であ
る。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
直線状に配列されたLED素子の発光面に対向する柱面
状反射面の他に、光透過性樹脂の両側の端部にも側面反
射面を設けたことにより、従来はこの側面から外部へ放
射され、利用されることのなかった光がこの側面反射面
で反射されて内部に戻され、最終的に本来の放射面から
放射されて受光面に到達する。これにより、端部におけ
る照度の低下が抑えられ、有効照度領域がLED線状光
源の端部まで延び、その結果、主走査方向の寸法を有効
照度領域と同程度まで短くすることができるので、かか
るLED線状光源を利用する各種機器の寸法の小型化・
軽量化を図ることができる。
【0020】また、本発明によれば、端部におけるLE
D素子の配列間隔を中央部よりも小さくすることによっ
て、端部における照度の低下をより軽減でき、したがっ
て、端部の照度をより均一に維持できるLED線状光源
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施形態であるLED線状光源
の放射面側から見た概略正面図である。
【図2】本発明の第一の実施形態であるLED線状光源
の概略端部側面図である。
【図3】本発明の第一の実施形態であるLED線状光源
の概略長手方向側面図である。
【図4】LED線状光源に側面反射面を設けたことによ
る効果を説明するための図である。
【図5】LED線状光源の両端部における照度分布を示
した図である。
【図6】本発明の第二の実施形態であるLED線状光源
の概略長手方向側面図である。
【図7】従来のLED線状光源の概略横方向断面図であ
る。
【図8】従来のLED線状光源の概略縦方向断面図であ
る。
【図9】LED線状光源の端部における照度が低下する
様子を示した図である。
【符号の説明】
10,71 LED素子 10a,10b,72a,72b リード 11,73 光透過性樹脂 12,52 柱面状反射面 13,75 放射面 14 受光面 15,16 側面反射面 74 反射面 m 有効照度領域

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の間隔で直線状に配列された複数の
    発光素子と、 前記複数の発光素子を内部に封止する光透過性樹脂と、 前記複数の発光素子から発せられた光を反射して、放射
    面を通って外部の受光面上に収束するように、前記光透
    過性樹脂の表面に前記複数の発光素子の配列方向と平行
    に形成された柱面状反射面と、 前記発光素子の配列方向と垂直な両側の端部側面に形成
    した側面反射面と、 を有することを特徴とする線状光源。
  2. 【請求項2】 前記複数の発光素子を等間隔に配列した
    ことを特徴とする請求項1記載の線状光源。
  3. 【請求項3】 前記複数の発光素子を、端部の間隔が中
    央部の間隔よりも小さくなるよう配列したことを特徴と
    する請求項1記載の線状光源。
  4. 【請求項4】 前記放射面は平坦面であり、前記柱面状
    反射面は、前記放射面における界面屈折を考慮して設計
    されたものであることを特徴とする請求項1記載の線状
    光源。
JP7283107A 1995-10-31 1995-10-31 線状光源 Pending JPH09127617A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006017952A (ja) * 2004-06-30 2006-01-19 Ricoh Co Ltd 原稿照明装置、画像読み取り装置、および画像形成装置
JP2008089279A (ja) * 2006-10-05 2008-04-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 冷蔵庫
JP2010212819A (ja) * 2009-03-09 2010-09-24 Murata Machinery Ltd Ledアレイの配置決定方法及びledアレイ

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