JP2001111772A - ライン光源およびこれを用いたイメージセンサ - Google Patents
ライン光源およびこれを用いたイメージセンサInfo
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
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- H01L31/02325—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements not being integrated nor being directly associated with the device
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- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のライン光源の均一性を優先するため指
向特性が広がっているＬＥＤチップを使用しており、光
の効率を犠牲にしていた。 【解決手段】 表面実装タイプのＬＥＤチップを基板上
に直線状に配置したライン光源において、上記ＬＥＤチ
ップの各々に集光機能をもたせ、ＬＥＤチップの配置間
隔とＬＥＤチップから被照明面までの距離の比率をＬＥ
Ｄチップの指向特性および次式により決定した。 Ｌ（θ）＝Ｌ（０°）／（２＊ｃｏｓ2 θ） ただし、Ｌ（θ）：角度θにおける明るさ θ：ＬＥＤチップから原稿面に対する垂線となす角度
向特性が広がっているＬＥＤチップを使用しており、光
の効率を犠牲にしていた。 【解決手段】 表面実装タイプのＬＥＤチップを基板上
に直線状に配置したライン光源において、上記ＬＥＤチ
ップの各々に集光機能をもたせ、ＬＥＤチップの配置間
隔とＬＥＤチップから被照明面までの距離の比率をＬＥ
Ｄチップの指向特性および次式により決定した。 Ｌ（θ）＝Ｌ（０°）／（２＊ｃｏｓ2 θ） ただし、Ｌ（θ）：角度θにおける明るさ θ：ＬＥＤチップから原稿面に対する垂線となす角度
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ファクシミリ装
置などの画像入力部に使用されるイメージセンサのライ
ン光源およびこのライン光源を搭載した密着型イメージ
センサに関するものである。
置などの画像入力部に使用されるイメージセンサのライ
ン光源およびこのライン光源を搭載した密着型イメージ
センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図９、図１０、図１１は例えば三菱密着
型イメージセンサカタログ（１９９３年２月作成）に示
された従来のイメージセンサを示す図であり、図９は密
着型イメージセンサの断面図、図１０は密着型イメージ
センサのライン光源を示す図、図１１は密着型イメージ
センサのライン光源に使用されているＬＥＤチップの指
向特性を示す図である。
型イメージセンサカタログ（１９９３年２月作成）に示
された従来のイメージセンサを示す図であり、図９は密
着型イメージセンサの断面図、図１０は密着型イメージ
センサのライン光源を示す図、図１１は密着型イメージ
センサのライン光源に使用されているＬＥＤチップの指
向特性を示す図である。
【０００３】図９において、１０は原稿、２０はＬＥＤ
チップを直線状に配列したライン光源、３０は複数個の
ロッドレンズ（図示せず）によって構成されている正立
等倍結像用ロッドレンズアレイ、４０はセンサ基板、５
０はセンサ基板４０の上に直線状に並べて取り付けられ
たセンサＩＣ、６０は原稿走行面に位置するガラスプレ
ート、７０はセンサフレーム、８０はライン光源２０か
ら出た光がセンサＩＣ５０に結像するまでの経路を示
す。
チップを直線状に配列したライン光源、３０は複数個の
ロッドレンズ（図示せず）によって構成されている正立
等倍結像用ロッドレンズアレイ、４０はセンサ基板、５
０はセンサ基板４０の上に直線状に並べて取り付けられ
たセンサＩＣ、６０は原稿走行面に位置するガラスプレ
ート、７０はセンサフレーム、８０はライン光源２０か
ら出た光がセンサＩＣ５０に結像するまでの経路を示
す。
【０００４】図１０において、９０はＬＥＤベアーチッ
プ、１００はＬＥＤベアーチップ９０が実装されている
基板、１１０はＬＥＤベアーチップ９０を封止する樹脂
で、ＬＥＤベアーチップ９０から光が出る面は平面であ
り、ＬＥＤベアーチップ９０、基板１００、樹脂１１０
で表面実装タイプのＬＥＤチップ１２０を構成してい
る。１３０は複数個のＬＥＤチップ１２０が直線状に実
装されている基板で複数個のＬＥＤチップ１２０と基板
１３０で、ＬＥＤアレイによるライン光源２０を構成し
ている。１４０はＬＥＤチップ１２０により照明される
被照明面（原稿面）、１５０は隣接するＬＥＤチップ１
２０間の距離、１６０はＬＥＤチップ１２０から放射状
に広がる光の経路、１７０はＬＥＤベアーチップ９０と
原稿面１４０との距離、１８０はそれぞれのＬＥＤチッ
プ１２０からの光が被照明面１４０を照らしたときの１
チップの明るさを示し、１９０は１チップの明るさ１８
０を合計した明るさを示す。
プ、１００はＬＥＤベアーチップ９０が実装されている
基板、１１０はＬＥＤベアーチップ９０を封止する樹脂
で、ＬＥＤベアーチップ９０から光が出る面は平面であ
り、ＬＥＤベアーチップ９０、基板１００、樹脂１１０
で表面実装タイプのＬＥＤチップ１２０を構成してい
る。１３０は複数個のＬＥＤチップ１２０が直線状に実
装されている基板で複数個のＬＥＤチップ１２０と基板
１３０で、ＬＥＤアレイによるライン光源２０を構成し
ている。１４０はＬＥＤチップ１２０により照明される
被照明面（原稿面）、１５０は隣接するＬＥＤチップ１
２０間の距離、１６０はＬＥＤチップ１２０から放射状
に広がる光の経路、１７０はＬＥＤベアーチップ９０と
原稿面１４０との距離、１８０はそれぞれのＬＥＤチッ
プ１２０からの光が被照明面１４０を照らしたときの１
チップの明るさを示し、１９０は１チップの明るさ１８
０を合計した明るさを示す。
【０００５】次に図９乃至図１１を参照して動作を説明
する。ライン光源２０の光はガラスプレート６０を通
り、原稿１０を一様に照射する。照射光は原稿１０で画
像の濃淡情報に応じて光の経路８０のように反射され、
ロッドレンズアレイ３０のロッドレンズ内を通過しセン
サＩＣ５０に結像される。センサＩＣ５０は反射光の強
さに応じて電荷を蓄積し、センサ基板４０を介して出力
する。ライン光源２０はＬＥＤベアーチップ９０、基板
１００、樹脂１１０、基板１３０により構成されてお
り、点光源であるＬＥＤチップ１２０を並べることによ
り線光源を実現している。このとき、個々のＬＥＤチッ
プ１２０は図１１のように指向特性が広くなり、原稿１
０においては明るさ１８０に示すように若干凸分布とな
るが、これが重なり合うと明るさ１９０に示すように直
線になる。
する。ライン光源２０の光はガラスプレート６０を通
り、原稿１０を一様に照射する。照射光は原稿１０で画
像の濃淡情報に応じて光の経路８０のように反射され、
ロッドレンズアレイ３０のロッドレンズ内を通過しセン
サＩＣ５０に結像される。センサＩＣ５０は反射光の強
さに応じて電荷を蓄積し、センサ基板４０を介して出力
する。ライン光源２０はＬＥＤベアーチップ９０、基板
１００、樹脂１１０、基板１３０により構成されてお
り、点光源であるＬＥＤチップ１２０を並べることによ
り線光源を実現している。このとき、個々のＬＥＤチッ
プ１２０は図１１のように指向特性が広くなり、原稿１
０においては明るさ１８０に示すように若干凸分布とな
るが、これが重なり合うと明るさ１９０に示すように直
線になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のライン光源は以
上のように構成されており、ＬＥＤチップ１２０の指向
特性は図１１のように広がっている。この指向特性は、
図１０の横方向の特性であるが、紙面に垂直な方向の特
性もほぼ同じ特性を示す。紙面に垂直な方向については
指向特性が劣っていて読取り位置を集中的に照らす方が
効率が良いが、原稿を均一に照らすことを優先にし、紙
面に垂直な方向については光の効率を犠牲にしていた。
上のように構成されており、ＬＥＤチップ１２０の指向
特性は図１１のように広がっている。この指向特性は、
図１０の横方向の特性であるが、紙面に垂直な方向の特
性もほぼ同じ特性を示す。紙面に垂直な方向については
指向特性が劣っていて読取り位置を集中的に照らす方が
効率が良いが、原稿を均一に照らすことを優先にし、紙
面に垂直な方向については光の効率を犠牲にしていた。
【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、均一な特性をもつとともに光の
効率の点でも優れたライン光源を得ることを目的とす
る。
ためになされたもので、均一な特性をもつとともに光の
効率の点でも優れたライン光源を得ることを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係るライン光
源は、ＬＥＤチップを基板上に直線状に配置したものに
おいて、上記ＬＥＤチップの各々に集光機能をもたせた
ものである。
源は、ＬＥＤチップを基板上に直線状に配置したものに
おいて、上記ＬＥＤチップの各々に集光機能をもたせた
ものである。
【０００９】また、ＬＥＤチップにレンズを設けて集光
機能を持たせたものである。
機能を持たせたものである。
【００１０】また、ＬＥＤチップの配置間隔をＬＥＤチ
ップから原稿面までの距離以下としたものである。
ップから原稿面までの距離以下としたものである。
【００１１】また、ＬＥＤチップの配置間隔とＬＥＤチ
ップから原稿面までの距離の比率をＬＥＤチップの指向
特性および次式により決定するようにしたものである。 Ｌ（θ）＝Ｌ（０°）／（２＊ｃｏｓ2 θ） ただし、Ｌ（θ）：角度θにおける明るさ θ：ＬＥＤチップから原稿面に対する垂線となす角度
ップから原稿面までの距離の比率をＬＥＤチップの指向
特性および次式により決定するようにしたものである。 Ｌ（θ）＝Ｌ（０°）／（２＊ｃｏｓ2 θ） ただし、Ｌ（θ）：角度θにおける明るさ θ：ＬＥＤチップから原稿面に対する垂線となす角度
【００１２】また、ＬＥＤチップを実装する基板に穴を
設け、上記基板の裏側面にＬＥＤチップを実装し、ＬＥ
Ｄチップの光が上記基板の穴を通して上記基板の表側面
から発光するようにしたものである。
設け、上記基板の裏側面にＬＥＤチップを実装し、ＬＥ
Ｄチップの光が上記基板の穴を通して上記基板の表側面
から発光するようにしたものである。
【００１３】この発明に係るイメージセンサは、正立等
倍結像レンズと、この正立等倍結像レンズの両側対称位
置に平行に配置された、ＬＥＤチップが実装されたライ
ン光源と、このライン光源から照射された光の原稿面か
らの反射光を上記正立等倍結像レンズを介して受光する
センサＩＣとを有するものにおいて、上記ライン光源に
は上記各段落のいずれかに記載したライン光源を用い、
さらに各ライン光源のＬＥＤチップを、対向するライン
光源のＬＥＤチップの配置間隔のほぼ中心の位置に配置
したものである。
倍結像レンズと、この正立等倍結像レンズの両側対称位
置に平行に配置された、ＬＥＤチップが実装されたライ
ン光源と、このライン光源から照射された光の原稿面か
らの反射光を上記正立等倍結像レンズを介して受光する
センサＩＣとを有するものにおいて、上記ライン光源に
は上記各段落のいずれかに記載したライン光源を用い、
さらに各ライン光源のＬＥＤチップを、対向するライン
光源のＬＥＤチップの配置間隔のほぼ中心の位置に配置
したものである。
【００１４】また、正立等倍結像レンズと、ＬＥＤチッ
プが実装されたライン光源と、このライン光源から照射
された光の原稿からの反射光を上記正立等倍結像レンズ
を介して受光するセンサＩＣとを有するものにおいて、
上記ライン光源には上記各段落のいずれかに記載したラ
イン光源を用い、さらに上記ＬＥＤチップを実装してラ
イン光源を形成する基板と上記センサＩＣを実装する基
板とを共通の基板としたものである。
プが実装されたライン光源と、このライン光源から照射
された光の原稿からの反射光を上記正立等倍結像レンズ
を介して受光するセンサＩＣとを有するものにおいて、
上記ライン光源には上記各段落のいずれかに記載したラ
イン光源を用い、さらに上記ＬＥＤチップを実装してラ
イン光源を形成する基板と上記センサＩＣを実装する基
板とを共通の基板としたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明の実施の
形態１を図について説明する。図１はこの発明に係るラ
イン光源の要部を示す図であり、図１において、１０は
原稿、１２１は原稿１０に対して１列に複数個配置され
たレンズ付きＬＥＤチップで、図ではその内の２個を示
している。９０はレンズ付きＬＥＤチップ１２１内に設
けられたＬＥＤベアーチップである。
形態１を図について説明する。図１はこの発明に係るラ
イン光源の要部を示す図であり、図１において、１０は
原稿、１２１は原稿１０に対して１列に複数個配置され
たレンズ付きＬＥＤチップで、図ではその内の２個を示
している。９０はレンズ付きＬＥＤチップ１２１内に設
けられたＬＥＤベアーチップである。
【００１６】いま、原稿１０上でＬＥＤチップ１２１の
真上の点を点Ａ１、点Ａ２とし、点Ａ１と点Ａ２の中間
の点を点Ｂとする。原稿１０上での最も明るい点は点Ａ
１、最も暗い点は点Ｂであるから、この２点が同じ明る
さであれば均一な明るさを得られると仮定する。１個の
ＬＥＤチップ１２１による明るさ１８０が図中のような
分布であり、点Ａ１で最も明るく、点Ｂで点Ａ１の半分
の明るさになると考えると、隣り合うＬＥＤチップ１２
１の明るさ１８０との和は明るさ１９０のように均一と
なる。ＬＥＤチップ１２１による点Ａ１での明るさをＬ
Ａ１、点Ｂでの明るさをＬＢとしたとき、ＬＡ１とＬＢ
との関係は次のようになる。 ＬＡ１＝２＊ＬＢ ・・・
真上の点を点Ａ１、点Ａ２とし、点Ａ１と点Ａ２の中間
の点を点Ｂとする。原稿１０上での最も明るい点は点Ａ
１、最も暗い点は点Ｂであるから、この２点が同じ明る
さであれば均一な明るさを得られると仮定する。１個の
ＬＥＤチップ１２１による明るさ１８０が図中のような
分布であり、点Ａ１で最も明るく、点Ｂで点Ａ１の半分
の明るさになると考えると、隣り合うＬＥＤチップ１２
１の明るさ１８０との和は明るさ１９０のように均一と
なる。ＬＥＤチップ１２１による点Ａ１での明るさをＬ
Ａ１、点Ｂでの明るさをＬＢとしたとき、ＬＡ１とＬＢ
との関係は次のようになる。 ＬＡ１＝２＊ＬＢ ・・・
【００１７】また、図のように、ＬＥＤベアーチップ９
０と点Ａ１の距離をａ、ＬＥＤベアーチップ９０と点Ｂ
の距離をｂ、ａとｂのなす角をθ、隣り合うＬＥＤチッ
プ１２１との距離をｐ、ＬＥＤベアーチップ９０から点
Ｂに向かう直線上で距離がａである点を点Ｃとする。こ
のとき点Ｃにおける明るさをＬＣとすると、放射状に広
がる光の明るさは距離の二乗に反比例することから次の
ようになる。 ａ2 ＊ＬＣ＝ｂ2 ＊ＬＢ ・・・ ここで、ａ＝ｂ＊ｃｏｓθの関係から、式は次のよう
になる。 ｂ2 ＊ｃｏｓ2 θ＊ＬＣ＝ｂ2 ＊ＬＢ ＬＢ＝ＬＣ＊ｃｏｓ2 θ ・・・ したがって、式、より、 ＬＣ＝ＬＡ１／（２＊ｃｏｓ2 θ） ・・・ となる。
０と点Ａ１の距離をａ、ＬＥＤベアーチップ９０と点Ｂ
の距離をｂ、ａとｂのなす角をθ、隣り合うＬＥＤチッ
プ１２１との距離をｐ、ＬＥＤベアーチップ９０から点
Ｂに向かう直線上で距離がａである点を点Ｃとする。こ
のとき点Ｃにおける明るさをＬＣとすると、放射状に広
がる光の明るさは距離の二乗に反比例することから次の
ようになる。 ａ2 ＊ＬＣ＝ｂ2 ＊ＬＢ ・・・ ここで、ａ＝ｂ＊ｃｏｓθの関係から、式は次のよう
になる。 ｂ2 ＊ｃｏｓ2 θ＊ＬＣ＝ｂ2 ＊ＬＢ ＬＢ＝ＬＣ＊ｃｏｓ2 θ ・・・ したがって、式、より、 ＬＣ＝ＬＡ１／（２＊ｃｏｓ2 θ） ・・・ となる。
【００１８】図１に示すレンズ付きＬＥＤチップ１２１
は、例えば図２、図３に示すような構造（スタンレー電
気株式会社製レンズ付きＬＥＤチップ、ＬＥＤ総合カタ
ログ１９９８年１月、型名ＰＹ１１０２Ｗ）を用いてお
り、図２は外観図、図３は指向特性図である。図２（ａ
は平面図、ｂは側面図）において、１００は基板、２０
０は樹脂１１０に形成されたレンズで集光の役割を担
う。
は、例えば図２、図３に示すような構造（スタンレー電
気株式会社製レンズ付きＬＥＤチップ、ＬＥＤ総合カタ
ログ１９９８年１月、型名ＰＹ１１０２Ｗ）を用いてお
り、図２は外観図、図３は指向特性図である。図２（ａ
は平面図、ｂは側面図）において、１００は基板、２０
０は樹脂１１０に形成されたレンズで集光の役割を担
う。
【００１９】図３において、実線はＬＥＤチップ１２１
の指向特性を示し、形状が尖っているのはレンズ２００
の効果である。点線は、式で表わされた線である。図
３から実線と点線の交点が図２に示すレンズ付きＬＥＤ
チップ１２１を複数個配置するときにレンズ付きＬＥＤ
チップ１２１が作る角度θであり、およそ２６°を示
す。この２６°を用いると図１において、例えばａ＝６
ｍｍのとき、ｐ＝５．９ｍｍとなり、明るさの分布が１
９０のように直線になると予想される。
の指向特性を示し、形状が尖っているのはレンズ２００
の効果である。点線は、式で表わされた線である。図
３から実線と点線の交点が図２に示すレンズ付きＬＥＤ
チップ１２１を複数個配置するときにレンズ付きＬＥＤ
チップ１２１が作る角度θであり、およそ２６°を示
す。この２６°を用いると図１において、例えばａ＝６
ｍｍのとき、ｐ＝５．９ｍｍとなり、明るさの分布が１
９０のように直線になると予想される。
【００２０】図４はａ＝６ｍｍ、ｐ＝４ｍｍ、５ｍｍ、
６ｍｍについて、図２のレンズ付きＬＥＤチップ１２１
を用いて実験を行なった結果、およびａ＝６ｍｍ、ｐ＝
６ｍｍについて図１１に示した従来のＬＥＤチップ１２
０を用いて実験を行なった結果である。（ａ，ｐ）＝
（６，５．９）は、明るさの分布１９０を仮定した計算
結果であり直線になることが理想であるが、実際には各
レンズ付きＬＥＤチップ１２１の光量、指向特性のばら
つき、点Ｂを照射する光が角度をもっていること、ガラ
スプレート６０に照射したときの光の反射、屈折などの
条件によりレンズ付きＬＥＤチップ１２１の間隔ａ毎に
偏差をもっている。
６ｍｍについて、図２のレンズ付きＬＥＤチップ１２１
を用いて実験を行なった結果、およびａ＝６ｍｍ、ｐ＝
６ｍｍについて図１１に示した従来のＬＥＤチップ１２
０を用いて実験を行なった結果である。（ａ，ｐ）＝
（６，５．９）は、明るさの分布１９０を仮定した計算
結果であり直線になることが理想であるが、実際には各
レンズ付きＬＥＤチップ１２１の光量、指向特性のばら
つき、点Ｂを照射する光が角度をもっていること、ガラ
スプレート６０に照射したときの光の反射、屈折などの
条件によりレンズ付きＬＥＤチップ１２１の間隔ａ毎に
偏差をもっている。
【００２１】しかしながら、密着型イメージセンサから
の出力を使用するにおいて、ライン光源２０、ロッドレ
ンズアレイ３０、センサＩＣ５０によるある範囲のばら
つきを補正する手段をもっているため、図４に示した程
度の偏差は問題ない。図４からわかるように、ＬＥＤチ
ップの間隔をうまく決めさえすれば、レンズ付きＬＥＤ
チップ１２１を使用するとＬＥＤチップ１２０を使用し
た場合より明るい光源を得られる。
の出力を使用するにおいて、ライン光源２０、ロッドレ
ンズアレイ３０、センサＩＣ５０によるある範囲のばら
つきを補正する手段をもっているため、図４に示した程
度の偏差は問題ない。図４からわかるように、ＬＥＤチ
ップの間隔をうまく決めさえすれば、レンズ付きＬＥＤ
チップ１２１を使用するとＬＥＤチップ１２０を使用し
た場合より明るい光源を得られる。
【００２２】以上のようにこの発明の実施の形態１にお
いては、レンズ付きＬＥＤチップ１２１を使用し、レン
ズ付きＬＥＤチップ１２１の指向特性および式から、
レンズ付きＬＥＤチップ１２１の実装ピッチを設定する
ことにより、レンズ付きＬＥＤチップの実装方向につい
ては均一な特性をもち、レンズ付きＬＥＤチップの実装
方向と垂直な方向にはレンズ効果を有することにより、
光の効率の点で優れたライン光源を得ることができる。
いては、レンズ付きＬＥＤチップ１２１を使用し、レン
ズ付きＬＥＤチップ１２１の指向特性および式から、
レンズ付きＬＥＤチップ１２１の実装ピッチを設定する
ことにより、レンズ付きＬＥＤチップの実装方向につい
ては均一な特性をもち、レンズ付きＬＥＤチップの実装
方向と垂直な方向にはレンズ効果を有することにより、
光の効率の点で優れたライン光源を得ることができる。
【００２３】なお、本発明の実施の形態１においては、
図２に示すような形状のレンズ付きＬＥＤチップを用い
たが、図５（ａは平面図、ｂは側面図）のような形状の
レンズ付きＬＥＤチップ１２２を用いてもよい。これ
は、ＬＥＤベアーチップ９０を囲む樹脂１１０の上端よ
り突出するレンズ２０１を備えている。また、レンズに
よらない方法により集光機能を持つＬＥＤチップを用い
てもよい。
図２に示すような形状のレンズ付きＬＥＤチップを用い
たが、図５（ａは平面図、ｂは側面図）のような形状の
レンズ付きＬＥＤチップ１２２を用いてもよい。これ
は、ＬＥＤベアーチップ９０を囲む樹脂１１０の上端よ
り突出するレンズ２０１を備えている。また、レンズに
よらない方法により集光機能を持つＬＥＤチップを用い
てもよい。
【００２４】実施の形態２．次に、この発明の実施の形
態２を図について説明する。図６において、１３１はレ
ンズ付きＬＥＤチップ１２２を裏側から実装できるよう
に穴３００を設けた基板であり、その他は上記実施の形
態１と同じ構成である。図６のように基板１３１に穴３
００をあけ、基板の原稿から遠い側（裏側）から実装す
ることにより、レンズ付きＬＥＤチップ１２２を原稿１
０からより遠ざけることができ、レンズ付きＬＥＤチッ
プ１２２の実装間隔を大きくすることができる。
態２を図について説明する。図６において、１３１はレ
ンズ付きＬＥＤチップ１２２を裏側から実装できるよう
に穴３００を設けた基板であり、その他は上記実施の形
態１と同じ構成である。図６のように基板１３１に穴３
００をあけ、基板の原稿から遠い側（裏側）から実装す
ることにより、レンズ付きＬＥＤチップ１２２を原稿１
０からより遠ざけることができ、レンズ付きＬＥＤチッ
プ１２２の実装間隔を大きくすることができる。
【００２５】このように、実施の形態２においては、基
板１３１に穴３００をあけレンズ付きＬＥＤチップ１２
２を裏側から実装したので、レンズ付きＬＥＤチップ１
２２の個数を減らし、効率の良い安価な光源を得ること
ができる。
板１３１に穴３００をあけレンズ付きＬＥＤチップ１２
２を裏側から実装したので、レンズ付きＬＥＤチップ１
２２の個数を減らし、効率の良い安価な光源を得ること
ができる。
【００２６】実施の形態３．さらに、この発明の実施の
形態３を図について説明する。図７（ａ）は密着型イメ
ージセンサの側面図、（ｂ）（ｃ）はそのライン光源の
平面図である。図７において、２０はＬＥＤチップを直
線状に配列したライン光源、３０は複数個のロッドレン
ズ（図示せず）によって構成されている正立等倍結像用
ロッドレンズアレイ、４０はセンサ基板、５０はセンサ
基板４０の上に直線状に並べて取り付けられたセンサＩ
Ｃ、６０は原稿走行面に位置するガラスプレート、７０
はセンサフレーム、８０はライン光源２０から出た光が
センサＩＣ５０に結像するまでの経路、１２１はレンズ
付きＬＥＤチップ、２１０は、ライン光源２０の基板上
に設けられたパターン配線である。
形態３を図について説明する。図７（ａ）は密着型イメ
ージセンサの側面図、（ｂ）（ｃ）はそのライン光源の
平面図である。図７において、２０はＬＥＤチップを直
線状に配列したライン光源、３０は複数個のロッドレン
ズ（図示せず）によって構成されている正立等倍結像用
ロッドレンズアレイ、４０はセンサ基板、５０はセンサ
基板４０の上に直線状に並べて取り付けられたセンサＩ
Ｃ、６０は原稿走行面に位置するガラスプレート、７０
はセンサフレーム、８０はライン光源２０から出た光が
センサＩＣ５０に結像するまでの経路、１２１はレンズ
付きＬＥＤチップ、２１０は、ライン光源２０の基板上
に設けられたパターン配線である。
【００２７】ライン光源２０は、ロッドレンズアレイ３
０を中心に対称に配置されており、その上に実装されて
いるレンズ付きＬＥＤチップ１２１は、相対向するライ
ン光源２０上のレンズ付きＬＥＤチップ１２１のほぼ中
心の位置に位置するような配置関係にある。２１０はラ
イン光源２０の基板上に設けられたパターン配線であ
り、レンズ付きＬＥＤチップ１２１の間を通っている。
０を中心に対称に配置されており、その上に実装されて
いるレンズ付きＬＥＤチップ１２１は、相対向するライ
ン光源２０上のレンズ付きＬＥＤチップ１２１のほぼ中
心の位置に位置するような配置関係にある。２１０はラ
イン光源２０の基板上に設けられたパターン配線であ
り、レンズ付きＬＥＤチップ１２１の間を通っている。
【００２８】以上のようにこの発明の実施の形態３にお
いては、２本のライン光源２０をロッドレンズアレイ３
０を中心に対称に配置し、かつその上に実装されている
レンズ付きＬＥＤチップ１２１を、対向するライン光源
２０上のレンズ付きＬＥＤチップ１２１のほぼ中心に位
置させたので、等価的にレンズ付きＬＥＤチップ１２１
の間隔を半分にすることができる。これは、指向特性が
尖っており、実装間隔を狭くする必要があるにもかかわ
らず、必要なパターン配線２１０の太さや本数を得るた
めにどうしても配置間隔を狭くできないレンズ付きＬＥ
Ｄを用いる場合に特に効果的である。つまり、発明の実
施の形態１で説明した図３および式によって決定され
る隣り合うＬＥＤチップ１２１の距離ｐに対して、本発
明の実施の形態３における隣り合うＬＥＤチップ１２１
の距離は２＊ｐに設定することができ、必要なパターン
配線２１０を設けるスペースを得ることができ、均一で
しかも光の効率の点で優れたライン光源を得ることがで
きる。
いては、２本のライン光源２０をロッドレンズアレイ３
０を中心に対称に配置し、かつその上に実装されている
レンズ付きＬＥＤチップ１２１を、対向するライン光源
２０上のレンズ付きＬＥＤチップ１２１のほぼ中心に位
置させたので、等価的にレンズ付きＬＥＤチップ１２１
の間隔を半分にすることができる。これは、指向特性が
尖っており、実装間隔を狭くする必要があるにもかかわ
らず、必要なパターン配線２１０の太さや本数を得るた
めにどうしても配置間隔を狭くできないレンズ付きＬＥ
Ｄを用いる場合に特に効果的である。つまり、発明の実
施の形態１で説明した図３および式によって決定され
る隣り合うＬＥＤチップ１２１の距離ｐに対して、本発
明の実施の形態３における隣り合うＬＥＤチップ１２１
の距離は２＊ｐに設定することができ、必要なパターン
配線２１０を設けるスペースを得ることができ、均一で
しかも光の効率の点で優れたライン光源を得ることがで
きる。
【００２９】実施の形態４．また、この発明の実施の形
態４を図について説明する。図８において、３０は複数
個のロッドレンズ（図示せず）によって構成されている
正立等倍結像用ロッドレンズアレイ、４０はセンサ基
板、５０はセンサ基板４０の上に直線状に並べて取り付
けられたセンサＩＣ、１２１はセンサ基板４０の上に発
明の実施の形態１で説明した配置の間隔で並べて取り付
けられたＬＥＤチップ、６０は原稿走行面に位置するガ
ラスプレート、７０はセンサフレーム、８０はＬＥＤチ
ップ１２１から出た光がセンサＩＣ５０に結像するまで
の経路を示す。
態４を図について説明する。図８において、３０は複数
個のロッドレンズ（図示せず）によって構成されている
正立等倍結像用ロッドレンズアレイ、４０はセンサ基
板、５０はセンサ基板４０の上に直線状に並べて取り付
けられたセンサＩＣ、１２１はセンサ基板４０の上に発
明の実施の形態１で説明した配置の間隔で並べて取り付
けられたＬＥＤチップ、６０は原稿走行面に位置するガ
ラスプレート、７０はセンサフレーム、８０はＬＥＤチ
ップ１２１から出た光がセンサＩＣ５０に結像するまで
の経路を示す。
【００３０】実施の形態４においては、ＬＥＤチップ１
２１をセンサ基板４０上に配置したので、ＬＥＤチップ
１２１の実装専用の基板を省略し、センサ基板４０とＬ
ＥＤチップ１２１を実装する基板を共通化したことによ
り、密着型イメージセンサを小型化することができる。
２１をセンサ基板４０上に配置したので、ＬＥＤチップ
１２１の実装専用の基板を省略し、センサ基板４０とＬ
ＥＤチップ１２１を実装する基板を共通化したことによ
り、密着型イメージセンサを小型化することができる。
【００３１】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、垂直
方向に明るい指向特性を有するＬＥＤチップを使用し、
ＬＥＤチップの指向特性および式から、垂直方向に明
るい指向特性を有するＬＥＤチップの実装ピッチを設定
したので、ＬＥＤチップの実装方向については均一な特
性をもち、ＬＥＤチップの実装方向と垂直な方向には集
光効果を有することにより、光の効率の点で優れたライ
ン光源を得ることができる。
方向に明るい指向特性を有するＬＥＤチップを使用し、
ＬＥＤチップの指向特性および式から、垂直方向に明
るい指向特性を有するＬＥＤチップの実装ピッチを設定
したので、ＬＥＤチップの実装方向については均一な特
性をもち、ＬＥＤチップの実装方向と垂直な方向には集
光効果を有することにより、光の効率の点で優れたライ
ン光源を得ることができる。
【００３２】また、ライン光源を、ＬＥＤ基板に穴をあ
け、垂直方向に明るい指向特性を有するＬＥＤチップを
裏側から実装して構成したので、ＬＥＤチップの個数を
減らし、効率のよい安価な光源を得ることができる。
け、垂直方向に明るい指向特性を有するＬＥＤチップを
裏側から実装して構成したので、ＬＥＤチップの個数を
減らし、効率のよい安価な光源を得ることができる。
【００３３】また、密着型イメージセンサの２本のライ
ン光源を、ロッドレンズアレイを中心に配置し、かつ、
ＬＥＤチップは、対向するライン光源上の垂直方向に明
るい指向特性を有するＬＥＤチップの間に位置させたの
で、等価的に垂直方向に明るい指向特性を有するＬＥＤ
チップの間隔を半分にして必要なパターン配線を得るこ
とができ、均一でしかも光の効率の点で優れたライン光
源を得ることができる。
ン光源を、ロッドレンズアレイを中心に配置し、かつ、
ＬＥＤチップは、対向するライン光源上の垂直方向に明
るい指向特性を有するＬＥＤチップの間に位置させたの
で、等価的に垂直方向に明るい指向特性を有するＬＥＤ
チップの間隔を半分にして必要なパターン配線を得るこ
とができ、均一でしかも光の効率の点で優れたライン光
源を得ることができる。
【００３４】また、センサ基板とＬＥＤチップを実装す
る基板を共通化したことにより、密着型イメージセンサ
を小型化することができる。
る基板を共通化したことにより、密着型イメージセンサ
を小型化することができる。
【図１】 この発明の実施の形態１に係るライン光源を
示す図である。
示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係るＬＥＤチップ
を示す図である。
を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態１に係るＬＥＤチップ
の指向特性を示す図である。
の指向特性を示す図である。
【図４】 この発明の実施の形態１に係るライン光源の
明るさを示す図である。
明るさを示す図である。
【図５】 この発明の実施の形態２に係るＬＥＤチップ
を示す図である。
を示す図である。
【図６】 この発明の実施の形態２に係るライン光源を
示す図である。
示す図である。
【図７】 この発明の実施の形態３に係る密着型イメー
ジセンサを示す図である。
ジセンサを示す図である。
【図８】 この発明の実施の形態４に係る密着型イメー
ジセンサを示す図である。
ジセンサを示す図である。
【図９】 従来の密着型イメージセンサを示す図であ
る。
る。
【図１０】 従来のライン光源を示す図である。
【図１１】 従来のＬＥＤチップの指向性を示す図であ
る。
る。
１０ 原稿、 ２０ ライン光
源、３０ ロッドレンズアレイ、 ４０ センサ
基板、５０ センサＩＣ、 ６０ ガラ
スプレート、７０ センサフレーム、 ８０
光の経路、９０ ＬＥＤベアーチップ、 １００
基板、１１０ 樹脂、 １２０
ＬＥＤチップ、１２１ レンズ付きＬＥＤチップ、 １
２２ レンズ付きＬＥＤチップ、１３０ ＬＥＤ基板、
１３１ ＬＥＤ基板、１４０ 被照明
面、 １５０ ＬＥＤチップ間距離、１
６０ 光の経路、１７０ ＬＥＤベアーチップと被照明
面との距離、１８０ ＬＥＤチップ１チップの明るさ、
１９０ ＬＥＤチップの明るさの合計、２００、２０１
集光レンズ、 ２１０ パターン配線、３００
穴。
源、３０ ロッドレンズアレイ、 ４０ センサ
基板、５０ センサＩＣ、 ６０ ガラ
スプレート、７０ センサフレーム、 ８０
光の経路、９０ ＬＥＤベアーチップ、 １００
基板、１１０ 樹脂、 １２０
ＬＥＤチップ、１２１ レンズ付きＬＥＤチップ、 １
２２ レンズ付きＬＥＤチップ、１３０ ＬＥＤ基板、
１３１ ＬＥＤ基板、１４０ 被照明
面、 １５０ ＬＥＤチップ間距離、１
６０ 光の経路、１７０ ＬＥＤベアーチップと被照明
面との距離、１８０ ＬＥＤチップ１チップの明るさ、
１９０ ＬＥＤチップの明るさの合計、２００、２０１
集光レンズ、 ２１０ パターン配線、３００
穴。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H109 AA02 AA13 AA26 AA35 AA92 DA12 4M118 AA10 AB10 FA08 FB08 GA04 GA09 GD02 HA23 HA24 5C051 AA01 BA04 DA03 DB01 DB29 DC05 DE22 DE30 5C072 AA01 BA05 CA05 CA15 DA21 EA07
Claims (7)
- 【請求項１】 ＬＥＤチップを基板上に直線状に配置し
たライン光源において、上記ＬＥＤチップの各々に集光
機能をもたせたことを特徴とするライン光源。 - 【請求項２】 ＬＥＤチップにレンズを設けて集光機能
を持たせたことを特徴とする請求項１記載のライン光
源。 - 【請求項３】 ＬＥＤチップの配置間隔をＬＥＤチップ
から原稿面までの距離以下としたことを特徴とする請求
項１または請求項２記載のライン光源。 - 【請求項４】 ＬＥＤチップの配置間隔とＬＥＤチップ
から原稿面までの距離の比率をＬＥＤチップの指向特性
および次式により決定するようにしたことを特徴とする
請求項１記載のライン光源。 Ｌ（θ）＝Ｌ（０°）／（２＊ｃｏｓ2 θ） ただし、Ｌ（θ）：角度θにおける明るさ θ：ＬＥＤチップから原稿面に対する垂線となす角度 - 【請求項５】 ＬＥＤチップを実装する基板に穴を設
け、上記基板の裏側面にＬＥＤチップを実装し、ＬＥＤ
チップの光が上記基板の穴を通して上記基板の表側面か
ら発光するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請
求項４のいずれか一項記載のライン光源。 - 【請求項６】 正立等倍結像レンズと、この正立等倍結
像レンズの両側対称位置に平行に配置された、ＬＥＤチ
ップが実装されたライン光源と、このライン光源から照
射された光の原稿面からの反射光を上記正立等倍結像レ
ンズを介して受光するセンサＩＣとを有する密着型イメ
ージセンサにおいて、上記ライン光源には請求項１乃至
請求項４のいずれか一項に記載したライン光源を用い、
さらに各ライン光源のＬＥＤチップを、対向するライン
光源のＬＥＤチップの配置間隔のほぼ中心の位置に配置
したことを特徴とするイメージセンサ。 - 【請求項７】 正立等倍結像レンズと、ＬＥＤチップが
実装されたライン光源と、このライン光源から照射され
た光の原稿からの反射光を上記正立等倍結像レンズを介
して受光するセンサＩＣとを有する密着型イメージセン
サにおいて、上記ライン光源には請求項１乃至請求項４
のいずれか一項に記載したライン光源を用い、さらに上
記ＬＥＤチップを実装してライン光源を形成する基板と
上記センサＩＣを実装する基板とを共通の基板としたこ
とを特徴とするイメージセンサ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28713499A JP2001111772A (ja) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | ライン光源およびこれを用いたイメージセンサ |
| TW089105760A TW465219B (en) | 1999-10-07 | 2000-03-29 | Linear light source and the image sensor using the same |
| US09/539,439 US6476369B1 (en) | 1999-10-07 | 2000-03-30 | Linear light source with increased light efficiency and uniform exposure, and image sensor using the linear light source |
| CNB001181874A CN1169343C (zh) | 1999-10-07 | 2000-06-13 | 线光源及使用它的图像传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28713499A JP2001111772A (ja) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | ライン光源およびこれを用いたイメージセンサ |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001111772A true JP2001111772A (ja) | 2001-04-20 |
Family
ID=17713518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28713499A Pending JP2001111772A (ja) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | ライン光源およびこれを用いたイメージセンサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6476369B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001111772A (ja) |
| CN (1) | CN1169343C (ja) |
| TW (1) | TW465219B (ja) |
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| JP2006017951A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Ricoh Co Ltd | 原稿照明装置、画像読取り装置、および画像形成装置 |
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| JP2008219837A (ja) * | 2007-03-08 | 2008-09-18 | Ricoh Co Ltd | 照明ユニット、画像読取装置及び画像形成装置 |
| JP2009169198A (ja) * | 2008-01-18 | 2009-07-30 | Kyocera Mita Corp | 照明ユニット、それを備えた画像読取装置及びそれを備えた画像形成装置 |
| JP2011125052A (ja) * | 2011-01-24 | 2011-06-23 | Sharp Corp | 照度ムラ評価方法及び照度ムラ評価装置 |
| JP2014087965A (ja) * | 2012-10-30 | 2014-05-15 | Seiko Epson Corp | 搬送装置及び記録装置 |
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| KR100768038B1 (ko) | 2006-10-24 | 2007-10-17 | 한국전기연구원 | 균일한 내부 전반사 조명에 의한 바이오칩 측정 장치 및방법 |
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| US4970606A (en) * | 1988-07-27 | 1990-11-13 | Ricoh Company, Ltd. | Document reading apparatus |
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1999
- 1999-10-07 JP JP28713499A patent/JP2001111772A/ja active Pending
-
2000
- 2000-03-29 TW TW089105760A patent/TW465219B/zh active
- 2000-03-30 US US09/539,439 patent/US6476369B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-06-13 CN CNB001181874A patent/CN1169343C/zh not_active Expired - Fee Related
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