JPH11146142A - 線状光源ユニット - Google Patents

線状光源ユニット

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JPH11146142A
JPH11146142A JP9320572A JP32057297A JPH11146142A JP H11146142 A JPH11146142 A JP H11146142A JP 9320572 A JP9320572 A JP 9320572A JP 32057297 A JP32057297 A JP 32057297A JP H11146142 A JPH11146142 A JP H11146142A
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一男 佐藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 線状光源にLEDの個数を多く使用し、コス
トアップになる。 【解決手段】 プラスチック部材よりなる屈折率(N
1、N2でN1<N2)の異なる第1の基材13(N
1)と第2の基材14(N2)を交互に配置して略矩形
形状を形成し、この矩形形状の一方の長辺の略中央部
に、第1の基材13及び第2の基材14の端部を集中さ
せて光源部15を形成し、この光源部15に対向する他
方の長辺全域にわたり、第2の基材14の端部を広げて
出射面16を形成した光源ユニット本体12と、この光
源ユニット本体12の光源部15に光源(LED5)を
配設し、LED5から出た光を、屈折率大きい第2の基
材14の中を進行させて、屈折率小さい第1の基材13
との境界で全反射させ出射面にて出光させることによ
り、ライン状照明部Dに均一な照明を得る。LEDの個
数を減少させ、コストダウンした線状光源ユニットを提
供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はファクシミリやパソ
コン端末イメージスキャナー装置等の光源に使用される
線状光源ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】近年パーソナルファクシミリ用読み取り
光源としては、現在LED光源が広く使用されている。
これら装置の小型化にとってLED光源が最も適してい
るということと、CCD型センサの高感度化によって必
要とする光量が減少したことと、LED光源の場合光量
の低下はLEDチップ数の減少につながり、低コスト化
に直接結びつくことによると考えられる。より光量が必
要な高速ファクシミリ等では、Xe冷陰極管や蛍光灯な
どが使用されている。
【0003】ファクシミリ等は、原稿を読み取るために
装置内に、原稿面を一定の明るさで照明するための光源
として、前述したように、LED、Xe冷陰極管、蛍光
灯等と、原稿からの反射光を読み取るフォトダイオード
等の受光素子を集積したICを内蔵している。図5は、
一般的な密着型イメージスキャナー装置の断面図、図
6、は縮小光学系イメージスキャナー装置の原理図で、
その概要を説明する。
【0004】図5に示すように、センサーユニットは、
光電変換を行う画素が複数配列された原稿読み取り受光
素子1と、保護膜2と、これが実装された基板3とから
成る受光素子アレイ4と、原稿を照射する線状光源であ
るLED5と、原稿の像をセンサー受光部に結像するレ
ンズアレイ6と、原稿9を載置する透明板7と、これら
の部材を支持する外装ケース8より構成されている。
【0005】上記密着型イメージセンサーにおける動作
は、LED5等により原稿面を照射し、前記原稿面の読
み取りライン上の拡散反射光をレンズアレイ6によりセ
ンサー画素列上に結像し、前記反射光のもつ原稿9の濃
淡情報、即ち光の強弱を個々のセンサー画素が電気信号
に変換し、主走査方向に順次送り出す。そして、前記原
稿9とセンサー画素列との相対位置を副走査方向に移動
させて前記主走査方向のデータ送出を繰り返すことによ
り2次元画像情報を時系列電気信号に変換する。
【0006】図6に示すように、縮小光学系イメージス
キャナー装置においては、原稿9を照射する光源に蛍光
灯5a等を使用し、原稿9の読み取りラインB上の反射
光を縮小レンズ6aを介してCCD1aに結像して、原
稿面の画像テータを読み取るものである。
【0007】図7(a)は、面実装型のLEDアレイ光
源の斜視図、図7(b)は、図7(a)の反射枠がある
状態の断面図である。図において、線状光源を得るため
に基板10上に複数個のLED5を半田付け等で実装し
ている。
【0008】図8は、LEDの指向特性を示すグラフで
ある。図において、光源の中央部が高く、両サイドにい
くに従って低くなり、略卵形状の曲線をしている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た線状光源であるLED光源には次のような問題点があ
る。即ち、光出力の均一性を向上させるのに、LEDの
数を多く使用しなければならず、そのために線状光源ユ
ニットのコストが高くなってしまうという問題があっ
た。
【0010】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は、光源からの光を効率良く導き、
出射面でライン状に均一に集光させた、光源コストの低
減を実現し、安価な線状光源ユニットを提供するするも
のである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における線状光源ユニットは、プラスチック
部材よりなる屈折率の異なる第1の基材と第2の基材を
交互に配置して略矩形形状を形成し、この矩形形状の一
方の長辺の略中央部に、前記第1の基材及び第2の基材
の端部を集中させて光源部を形成し、この光源部に対向
する他方の長辺全域にわたり、第2の基材の端部を広げ
て出射面を形成した光源ユニット本体と、この光源ユニ
ット本体の光源部に光源を配設し、この光源から出た光
を、屈折率の大きい第2の基材の中を進行させて、屈折
率の小さい第1の基材との境界で反射させ前記出射面に
て出光させることにより、ライン状照明部に均一な照明
を得ることを特徴とするものである。
【0012】また、前記光源は、LEDであることを特
徴とするものである。
【0013】また、前記光源部を形成する光源の出射周
囲は、前記第2の基材で覆われていることを特徴とする
ものである。
【0014】また、指向性を有する光源において、前記
光源ユニット本体の第2の基材の出射面の幅は、前記光
源の中心位置程広く、両端にいくに従い狭くして、ライ
ン状照明部に均一な照明を得ることを特徴とするもので
ある。
【0015】また、指向性を有する光源において、前記
光源ユニット本体の光源部における第2の基材の入射面
の幅は、前記光源の真上位置程広く、左右両端にいくに
従い狭くして、ライン状照明部に均一な照明を得ること
を特徴とする。
【0016】また、前記光源ユニット本体を複数個積層
して光源ユニット集合体を形成し、この光源ユニット集
合体の光源部に光源を配設し、それぞれの光源から出た
光を、屈折率の大きい第2の基材中を進行させて、屈折
率の小さい第1の基材との境界で反射させ前記出射面に
て出光させることにより、ライン状照明部に均一な照明
を得ることを特徴とするものである。
【0017】また、前記光源ユニット本体を長手方向に
複数個連続させて光源ユニット集合体を形成し、この光
源ユニット集合体の光源部に光源を配設し、それぞれの
光源から出た光を、屈折率の大きい第2の基材中を進行
させて、屈折率の小さい第1の基材との境界で反射させ
前記出射面にて出光させることにより、ライン状照明部
に均一な照明を得ることを特徴とするものである。
【0018】
【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明におけ
る線状光源ユニットについて説明する。図1、図2は本
発明の第1の実施の形態に係わり、図1は、線状光源ユ
ニットの斜視図、図2は、図1の光路を示す線状光源ユ
ニットの正面図である。図において、従来技術と同一部
材は同一符号で示す。
【0019】図1において、11は、線状光源ユニット
であり、光源ユニット本体12と、光源であるLED5
より構成される。光源ユニット本体12は、プラスチッ
ク部材等よりなる屈折率N1の第1の基材13が、屈折
率N2の第2の基材14を挟持するように交互に配置さ
れて、略矩形形状に形成されている。前記第1の基材1
3の屈折率N1と、第2の基材14の屈折率N2との間
には、N1<N2の関係がある。この光源ユニット本体
12の矩形形状の一方の長辺の略中央部に、前記2つの
基材13、14の端部が集中した光源部15を形成し、
この光源部15に対向する他方の長辺全域にわたり、第
2の基材14の端部が広がっている。第2の基材14が
出射面16を形成している。従って、前記出射面16の
幅Bは、隣接する第1の基材13の幅Aより広く形成さ
れている。前記光源部15の基板10上に光源であるL
ED5が面実装されている。
【0020】図2において、上記した構成による線状光
源ユニット11の動作について説明する。光源部15に
配設したLED5から出た光Cを、屈折率N2の第2の
基材14の中に光を進行させて、屈折率N1の第1の基
材14との境界にて反射させ扇状に広がる出射面16か
ら出光されて、ライン状照射部Dを均一に、効率良く照
明することができる。
【0021】図3は、本発明の第2の実施の形態に係わ
る線状光源ユニットの光路を示す正面図である。前述し
た図8で示すような指向性をもつ光源、例えば、LED
5の指向特性を考慮すると、前記光源ユニット本体12
の扇状に広がる出射面16において、第2の基材14の
端部の出射面16の大きさは、前記LED5の中心位置
程幅B1を広く、両端にいくに従い幅B2、B3を狭く
するように形成して、出射面16の面積で補正すること
により、前述と同様にLED5から出た光Cは、ライン
状照射部Dを均一に、効率良く照明することができる。
尚、光源の指向性により、前記出射面16の幅、B1、
B2及びB3等を適宜変えるものであり、必ずしも、B
1>B2>B3に限るものではない。
【0022】また、指向性を有する光源において、上記
したように出射面16の面積で補正したが、前記光源ユ
ニット本体12の光源部15における第2の基材14の
入射面の幅を、前記LED5の真上位置程広く、左右両
端にいくに従い狭くして、入射面の面積で補正すること
により、ライン状照明部Dに均一な照明を得ることがで
きる。
【0023】図4は、光源ユニット本体を複数個積層し
た状態の線状光源ユニットの斜視図である。図4におい
て、11Aは、積層型線状光源ユニットである。この積
層型線状光源ユニット11Aは、前記光源ユニット本体
12を複数個、例えば、3個積層して光源ユニット集合
体12Aを形成し、この光源ユニット集合体12Aの光
源部15に、光源であるLED5を実装したものであ
る。前記LED5から出た光を、屈折率の大きい第2の
基材14中に光を進行させ、屈折率の小さい第1の基材
13との境界で反射させ、前記出射面にて出光させるこ
とにより、ライン状照明部に均一な照明を効率良く得る
ことできる。
【0024】前記光源部15を形成するLED5の出射
周囲は、光をより多く第2の基材14に取り込む必要が
あるため、第2の基材14の入射面の幅を第1の基材1
3の入射面の幅より広い方が良い。前記LED5の周囲
を、第2の基材14で覆っても、第2の基材14中に埋
め込んでも良い。
【0025】また、前記光源ユニット本体11を長手方
向に複数個連続させて、図示しない光源ユニット集合体
を形成し、この光源ユニット集合体の光源部に光源を配
設し、それぞれの光源から出た光を、屈折率大きい第2
の基材中を進行させて、屈折率の小さい第1の基材13
との境界で反射させ、前記出射面にて出光させることに
より、ライン状照明部に均一な照明を得ることができ
る。
【0026】上記の実施の形態において、光源としてL
EDを使用したが、LEDに限るものでなく、蛍光灯等
を使用しても良いことは言うまでもない。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
線状光源ユニットにおいて、プラスチック部材よりなる
屈折率の異なる第1の基材と第2の基材で形成された光
源ユニット本体の光源部に光源を配設し、光源から出た
光を、屈折率大きい第2の基材中に光を進行させ、屈折
率の小さい第1の基材との境界で全反射させることによ
り、光源の持つ光量を効率良く、ライン状に変換できる
ため、光源(LED)の使用個数を減少させることがで
き、低コストの線状光源ユニットを提供することができ
る。
【0028】また、前記光源の出射周囲を、前記第2の
基材で覆うことにより、光源の持つ光量をムダ無く使用
できる。
【0029】また、指向性を有する光源において、前記
光源ユニット本体の第2の基材の出射面の面積または、
入射面の面積で補正することにより、ライン状照明部に
均一な照明を得ることがてきる。
【0030】また、前記光源ユニット本体を複数個積層
するが、または、長手方向に複数個連続させて線状光源
ユニットを構成することにより、更に、光源からの光を
効率よく導き出し活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係わる線状光源ユ
ニットの斜視図である。
【図2】図1の光路を示す線状光源ユニットの正面図で
ある。
【図3】本発明の第2の実施の形態に係わる線状光源ユ
ニットの光路を示す正面図である。
【図4】本発明の第3の実施の形態に係わる積層型線状
光源ユニットの斜視図である。
【図5】従来の密着型イメージスキャナー装置の要部断
面図である。
【図6】従来の縮小光学系のスキャナー装置の原理図で
ある。
【図7】図7(a)は、面実装LEDアレイの斜視図、
図7(b)は、図7(a)に反射枠がある状態の断面図
である。
【図8】LEDの指向特性を示すグラフである。
【符号の説明】
5 LED(光源) 11 線状光源ユニット 11A 積層型線状光源ユニット 12 光源ユニット本体 12A 光源ユニット集合体 13 第1の基材(屈折率N1) 14 第2の基材(屈折率N2) 15 光源部 16 出射面 A 第1の基材の幅 B 第2の基材の出射面の幅 C 光路 D ライン状照明部

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラスチック部材よりなる屈折率の異な
    る第1の基材と第2の基材を交互に配置して略矩形形状
    を形成し、この矩形形状の一方の長辺の略中央部に、前
    記第1の基材及び第2の基材の端部を集中させて光源部
    を形成し、この光源部に対向する他方の長辺全域にわた
    り、第2の基材の端部を広げて出射面を形成した光源ユ
    ニット本体と、この光源ユニット本体の光源部に光源を
    配設し、この光源から出た光を、屈折率の大きい第2の
    基材の中を進行させて、屈折率の小さい第1の基材との
    境界で反射させ前記出射面にて出光させることにより、
    ライン状照明部に均一な照明を得ることを特徴とする線
    状光源ユニット。
  2. 【請求項2】 前記光源は、LEDであることを特徴と
    する請求項1記載の線状光源ユニット。
  3. 【請求項3】 前記光源部を形成する光源の出射周囲
    は、前記第2の基材で覆われていることを特徴とする請
    求項1記載の線状光源ユニット。
  4. 【請求項4】 指向性を有する光源において、前記光源
    ユニット本体の第2の基材の出射面の幅は、前記光源の
    中心位置程広く、両端にいくに従い狭くして、ライン状
    照明部に均一な照明を得ることを特徴とする請求項1〜
    3記載の線状光源ユニット。
  5. 【請求項5】 指向性を有する光源において、前記光源
    ユニット本体の光源部における第2の基材の入射面の幅
    は、前記光源の真上位置程広く、左右両端にいくに従い
    狭くして、ライン状照明部に均一な照明を得ることを特
    徴とする請求項1〜3記載の線状光源ユニット。
  6. 【請求項6】 前記光源ユニット本体を複数個積層して
    光源ユニット集合体を形成し、この光源ユニット集合体
    の光源部に光源を配設し、それぞれの光源から出た光
    を、屈折率の大きい第2の基材中のを進行させて、屈折
    率の小さい第1の基材との境界で反射させ前記出射面に
    て出光させることにより、ライン状照明部に均一な照明
    を得ることを特徴とする線状光源ユニット。
  7. 【請求項7】 前記光源ユニット本体を長手方向に複数
    個連続させて光源ユニット集合体を形成し、この光源ユ
    ニット集合体の光源部に光源を配設し、それぞれの光源
    から出た光を、屈折率の大きい第2の基材の中を進行さ
    せて、屈折率の小さい第1の基材との境界で反射させ前
    記出射面にて出光させることにより、ライン状照明部に
    均一な照明を得ることを特徴とする線状光源ユニット。
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