JP2003332628A - 発光ユニット及びこの発光ユニットを用いた照明装置及び画像読取装置 - Google Patents

発光ユニット及びこの発光ユニットを用いた照明装置及び画像読取装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光ユニット内の反射効率を向上させ、照明
装置の光量を増加させることができる発光ユニットを提
供する。 【解決手段】 青色または緑色の発光素子23aまたは
23cは透光性であり、リードフレーム22bに対し透
明樹脂(エポキシ樹脂)27にて接合されている。接着
剤を透明樹脂27とすることで、発光素子23aまたは
23cから発した光のうち、発光素子の内部を透過した
光はリードフレーム22b表面の銀メッキにて反射し、
再び発光素子の内部を透過し前面から出射し、結果とし
て光量が増加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は発光ユニット、原稿
を照明する照明装置及びそれを組み込んだ密着型の画像
読取装置(イメージセンサ)に関する。
【0002】
【従来の技術】密着型イメージセンサは、ファクシミリ
装置、複写機、イメージスキャナ装置等で原稿を読み取
るための装置として用いられている。この密着型イメー
ジセンサは、原稿面を主走査範囲に亘って線状に照明す
るライン照明装置を備えている。
【0003】そして、ライン照明装置としては導光体を
用いたものが知られている。例えば、特開平8−163
320号公報及び特開平10−126581号公報(特
許第2999431号公報)には、棒状または板状をな
す導光体を用いたライン照明装置及びそれを用いた画像
読取装置が記載されている。
【0004】図12は従来の棒状ライン照明装置の斜視
図であり、白色のケース100内に棒状導光体101を
収納し、棒状導光体101の一端に発光ユニット102
を固着し、発光ユニット102で発した光を棒状導光体
101内で反射させながらケース100から露出する棒
状導光体101の出射面から原稿面に向けて出射する。
【0005】前記発光ユニットの構成は図13に示すよ
うに、樹脂製の発光ユニット基板102に窓部103を
設け、この窓部103に臨むリードフレーム104に発
光素子105を接着剤106にて接合し、更に金属ワイ
ヤ107にて結線している。そして、従来にあっては接
着剤106としては樹脂に銀粉を混ぜた銀ペーストを用
いている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】画像読取装置におい
て、画像の読取り速度を高めるには照明装置からの光量
を増加(輝度を上げる)する必要がある。輝度を上げる
ためには発光素子の通電電流を増加することが考えられ
るが、通電電流の増加に伴って発光素子の発熱量も多く
なり発光効率が低下するために、輝度が上がり難いとい
う課題がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明に係る発光ユニットは、少なくとも透光性の発光
素子、具体的には青色または緑色発光用のLEDについ
ては透明樹脂または白色樹脂にてリードフレームに接合
した。尚、透明樹脂にて接合する場合にはその下に存在
するリードフレーム表面が銀メッキされていることが条
件になる。
【0008】銀ペーストよりも銀メッキあるいは白色樹
脂の方が反射率が高いため、上記の構成とすることで、
発光素子から発した光が無駄なく前面から出射し、導光
体内に入る光量が増加する。
【0009】上記の発光ユニットを用いた照明装置とし
ては、棒状導光体の端面側に発光ユニットを配置し、発
光ユニットから入射した光を棒状導光体の内面で反射さ
せながら長さ方向に沿って設けた出射面から出射せしめ
るようにした照明装置、或いは板状導光体の厚み方向の
側面に発光ユニットを配置し、発光ユニットから入射し
た光を板状導光体の内面で反射させながら板状導光体の
上面または下面から出射せしめるようにした照明装置が
含まれる。
【0010】更に、上記の照明装置を画像読取装置に組
み込むことで、原稿の照明輝度を上げ、画像読み取りの
高速化を図ることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図1はライン照明装置を組み
込んだ画像読取装置の断面図、図2はライン照明装置の
分解斜視図、図3は導光体の裏面に形成された光散乱パ
ターンの一例を示す斜視図である。
【0012】図1に示すように画像読取装置は、フレー
ム(筺体)1に各凹部1a,1bを形成し、凹部1aに
ライン照明装置10を配置し、また凹部1bに光電変換
素子(ラインイメージセンサ)3を備えたセンサ基板4
を取り付け、更にフレーム1内に等倍結像用のロッドレ
ンズアレイ5を保持している。フレーム1の上部にはガ
ラス板2が設けられている。そして、ライン照明装置1
0の出射面11aから出射した光がガラス板2を通して
原稿Gに当てられ、原稿Gからの反射光をロッドレンズ
アレイ5を介して光電変換素子(ラインイメージセン
サ)3にて検出することで原稿Gを読み取る。ガラス板
2に対してフレーム1を、図2の副走査方向に移動させ
て原稿Gの所望の領域の読み取りを行う。
【0013】図2に示すようにライン照明装置10は、
導光体11を白色の導光体ケース12に出射面11aが
露出するように装填し、また導光体ケース12の一端に
は発光源として1または複数の発光素子(例えば発光ダ
イオード)23を備えた発光ユニット20を取り付けて
いる。導光体11はガラスやアクリル等の透光性材料に
て構成され、主走査方向(長手方向)と直交する方向の
断面形状は基本形状が矩形で、角部をC面取りし、この
面を出射面11aとしている。
【0014】図3に示すように導光体11の裏面には、
入射面から入射した発光源からの光を散乱させるための
光散乱パターン11bが白色塗料をスクリーン印刷等す
ることによって形成されている。
【0015】このライン照明装置10は、発光源からの
光を導光体11の一端(入射面)から導光体11内に導
入し、導光体11内を伝搬する光を導光体の裏面に形成
した光散乱パターン11bにて散乱し、この散乱した光
を出射面11aから出射する(図1参照)。
【0016】入射面に近い側では発光源から入射した光
の強度が大きく入射面から遠くなるに従って光の強度は
小さくなる。そこで図3に示すように、入射面から遠く
なるに従って光散乱パターンの形成領域を広くすること
で、出射面11aから出射する光が主走査方向の全長に
亘って均一になるようにしている。
【0017】図1及び図2に示すように、導光体11を
導光体ケース12で覆うことで、導光体11を保護する
とともに、散乱光が導光体外部に無駄に放出されるのを
防止し、出射光の強度を増加させている。
【0018】図4は発光ユニットの正面図、図5は発光
ユニットの側断面図、図6は発光ユニットのリードフレ
ームの構造を示す透視図である。
【0019】発光ユニット基板21は基板樹脂にリード
フレーム22をインサート成形して作られたもので、発
光素子23(23a,23b,23c)を搭載するため
の開口窓21aが設けられている。前記発光素子のうち
23aと23cが青色または緑色の発光素子(LED)
であり、23bが赤色の発光素子(LED)である。
【0020】リードフレーム22は、発光素子23に外
部から給電するために露出した部分(リード端子部)2
2aと、発光素子23を搭載するために開口窓21a内
に露出した部分(発光素子搭載・接続部)22bと、基
板樹脂内に隠れた部分(内部リード部)22cとからな
る。また、リードフレーム22は、光反射率を大きくす
るためとワイヤボンディング性を良くするために、表面
に銀メッキが施されている。
【0021】発光ユニット20は、発光ユニット基板2
1の開口窓21a内に露出したリードフレーム22b上
に発光素子23(23a,23b,23c)を接着し、
発光素子23(23a,23b,23c)とリードフレ
ーム22bとを金属ワイヤ24で結線し、透明樹脂25
で封止した構造となっている。発光ユニット基板21に
設けた貫通穴26は、ライン照明装置に組み立てる際、
発光ユニット20を導光体ケース12に固定するために
用いる。
【0022】図7は発光ユニット内の発光素子の結線図
である。図7はカラー読み取り用のライン照明装置の例
を示している。発光ユニット20内に搭載する発光素子
23の色、個数、結線は、読み取りの目的により種々の
組み合わせがある。発光ユニット20に通電すると発光
素子23が発光する。通電電流を増すことで発光輝度も
大きくなる。
【0023】図8は発光素子のうち青色または緑色の発
光素子23aまたは23cとリードフレーム22bとの
接合部分の拡大断面図であり、これら青色または緑色の
発光素子23aまたは23cは透光性であり、リードフ
レーム22bに対し透明樹脂(エポキシ樹脂)27にて
接合されている。尚、青色または緑色の発光素子23a
または23cはサファイヤなどの絶縁性基板を用いてい
るので表面側に電極を2つ設け、2本の金属ワイヤ24
にて結線されている。一方、赤色の発光素子23bはG
aAs基板であり不透明であり、表面と裏面に電極があ
るため,図5に示したように金属ワイヤ24は1本とな
る。
【0024】上記したように、接着剤を透明樹脂27と
することで、発光素子23aまたは23cから発した光
のうち、発光素子の内部を透過した光はリードフレーム
22b表面の銀メッキにて反射し、再び発光素子の内部
を透過し前面から出射し、結果として光量が増加する。
【0025】前記透明樹脂27の代わりに白色樹脂(エ
ポキシ樹脂またはシリコーン樹脂)を用いてもよい。こ
の場合には反射面はリードフレーム22b表面の銀メッ
キではなく白色樹脂表面となる。したがって、白色樹脂
を用いた場合には、必ずしもリードフレーム22bの表
面を銀メッキする必要はない。
【0026】図9(a)及び(b)は接着樹脂の種類と
LED出力との関係を、緑色LEDおよび青色LEDに
ついて実験した結果を示すグラフであり、このグラフか
ら明らかなように、接着剤として透明または白色樹脂を
用いた場合には、従来の銀ペーストに比較して大幅にL
ED出力が向上していることが分る。
【0027】図10は画像読取装置の別実施例を示す断
面図、図11は図10に組み込んだ照明装置の分解斜視
図であり、図1に示した画像読取装置にあっては、原稿
Gからの反射光をロッドレンズアレイ5を介して光電変
換素子(ラインイメージセンサ)3にて検出することで
原稿Gを読み取るようにしているが、この実施例にあっ
ては、上記の機能の他に、照明装置30をOHP原稿G
などの上に配置し、原稿Gの透過光を光電変換素子3で
読み取ることもできるようにしている。これらの実施例
も図1の読取装置と同様に、ガラス板2に対してフレー
ム1を移動させて原稿Gの所望の領域の読み取りを行
う。
【0028】上記の照明装置30は透明アクリル樹脂か
らなる板状導光体31の厚み方向側面に発光ユニット2
0を取り付け、この板状導光体31を白色ケース32内
に収納するとともに、反射面となる上面には白色反射板
33を、出射面となる下面には拡散シート34を設けて
いる。
【0029】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
発光素子とリードフレームとを接合する接着剤として、
従来の銀ペーストに代えて透明樹脂または白色樹脂を用
いたため、透光性の発光素子基板から後方に逃げる光を
前方に反射せしめることが効率を高めることができる。
したがって、照明輝度を上げることができる。その結
果、本発明に係るライン照明装置を画像読取装置に組み
込むことで、原稿の照明輝度を上げることができ、画像
読み取りの高速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ライン照明装置を組み込んだ画像読取装置の断
面図
【図2】ライン照明装置の分解斜視図
【図3】導光体の裏面に形成された光散乱パターンの一
例を示す斜視図
【図4】発光ユニットの正面図
【図5】発光ユニットの側断面図
【図6】発光ユニットのリードフレームの構造を示す透
視図
【図7】発光ユニット内の発光素子の結線図
【図8】発光素子とリードフレームの接合部分の拡大断
面図
【図9】(a)及び(b)は接着樹脂の種類とLED出
力との関係を緑色LEDおよび青色LEDについて実験
した結果を示すグラフ
【図10】画像読取装置の別実施例を示す断面図
【図11】図11に組み込んだ照明装置の分解斜視図
【図12】従来のライン照明装置の斜視図
【図13】従来の発光ユニットの断面図
【符号の説明】
1…フレーム(筺体)、2…ガラス板、3…光電変換素
子(ラインイメージセンサ)4…センサ基板、5…ロッ
ドレンズアレイ、10…ライン照明装置、11…導光
体、11a…出射面、11b…光散乱パターン、20…
発光ユニット、21…発光ユニット基板、21a…開口
窓、22…リードフレーム、22a…リード端子部、2
2b…発光素子搭載・接続部、22c…内部リード部、
23…発光素子、24…金属ワイヤ、25…透明樹脂、
27…透明樹脂。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H038 AA55 BA06 5C051 AA01 BA04 DB24 DB29 DC05 DD02 DE30 5C072 AA01 CA05 CA09 DA02 DA17 5F041 DA17 DA29 EE25 FF11

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光素子を搭載した発光ユニット基板に
    リードフレームが配設された発光ユニットにおいて、前
    記リードフレーム表面は銀メッキが施され、また前記発
    光素子のうち少なくとも透光性の発光素子については透
    明樹脂にてリードフレームに接合されていることを特徴
    とする発光ユニット。
  2. 【請求項2】 発光素子を搭載した発光ユニット基板に
    リードフレームが配設された発光ユニットにおいて、前
    記発光素子のうち少なくとも透光性の発光素子について
    は白色樹脂にてリードフレームに接合されていることを
    特徴とする発光ユニット。
  3. 【請求項3】 棒状導光体の長さ方向の端面側に設けた
    発光ユニットから入射した光を棒状導光体の内面で反射
    させながら長さ方向に沿って設けた出射面から出射せし
    めるようにした照明装置であって、前記発光ユニットは
    請求項1又は請求項2にて特定されるものであることを
    特徴とする照明装置。
  4. 【請求項4】 板状導光体の厚み方向の側面に設けた発
    光ユニットから入射した光を板状導光体の内面で反射さ
    せながら板状導光体の上面または下面から出射せしめる
    ようにした照明装置であって、前記発光ユニットは請求
    項1又は請求項2にて特定されるものであることを特徴
    とする照明装置。
  5. 【請求項5】 請求項3または請求項4に記載の照明装
    置と、ラインイメージセンサと、原稿からの反射光また
    は透過光を前記ラインイメージセンサに収束させるため
    のロッドレンズアレイとを筺体に組み込んだことを特徴
    とする画像読取装置。
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