JP2008219337A - 線状光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷陰極管に代えて用いることができる新たな線状光源装置を提供する。
【解決手段】樹脂により一体形成され、長手方向に延びる本体部１３０、および、この本体部１３０の両端に形成された第１の端部１２１と第２の端部１２２を備えた導光部材と、上記第１の端部１２１と上記第２の端部１２２の少なくともいずれか一方に対向して配置されたＬＥＤ発光装置２００と、を備えた線状光源装置であって、上記ＬＥＤ発光装置２００として、パッケージ型のＬＥＤ発光装置が基板２１０上に搭載されているとともに、上記ＬＥＤ発光装置２００の上記パッケージにおける光出射側の面に対し、上記導光部材１２０の上記第１の端部１２１または上記第２の端部１２２の端面１２１ａ，１２２ａが接合されており、かつ、上記端面１２１ａ，１２２ａの広さの範囲内に上記光出射側の面における光出射領域（２０３ａ）が納まっている。
【選択図】 図１

Description

本願発明は、線状光源装置に関する。この線状光源装置は、原稿に対して副走査方向に相対移動しつつ、ＣＣＤラインセンサ上に１ラインずつ主走査方向の画像を投影することにより２次元画像を読み取るように構成された画像読取装置の照明光源、あるいは、液晶ディスプレイ装置等の平面ディスプレイ装置のバックライト用照明装置として好適に用いるためのものである。

たとえば特許文献１には、いわゆるフラットベッド型のイメージスキャナが開示され、このイメージスキャナには、ＣＣＤラインセンサを搭載したイメージセンサユニットＵ（以下、これを単にＣＣＤイメージセンサユニットという。）が用いられている。このようなＣＣＤイメージセンサユニットは一般に、本願の図１０に例示するように、照明光源１と、複数のミラー２１〜２５、レンズ３と、ＣＣＤラインセンサ４とをケース５内に組み込んで構成され、フラットベッド型イメージスキャナＳにおいて、透明ガラスなどからなる原稿載置台ＤＰの下方を副走査方向に移動するように設置される。動作において、照明光源１が発する光によって照明された原稿Ｄからの反射光が複数のミラー２１〜２５で反射された後、レンズ３を介してＣＣＤラインセンサ４上に集光させられる。このとき、原稿Ｄ上の主走査方向に延びる１ラインの画像がＣＣＤラインセンサ４上に結像させられ、かつ読み取られるのであり、このような動作がこのＣＣＤイメージセンサユニットＵが副走査方向に所定ピッチ移動する度毎に繰り返されることにより、原稿の２次元画像が読み取られることになる。

上記のようなＣＣＤイメージセンサユニットＵを用いてフラットベッド型イメージスキャナＳを構成する場合、原稿ＤからＣＣＤラインセンサ４までの光路長が長く、レンズ３の被写界深度を深く設定することができるため、原稿載置台ＤＰから原稿Ｄが多少浮き上がってもピンぼけを抑制した鮮明な画像を読み取ることができる、等の利点がある。

特開２０００−１３４４１３号公報

ところで、上記のＣＣＤイメージセンサユニットＵにおける照明光源１は、白色光を発する冷陰極管が採用されるのが一般である。その理由は、カラー画像を読み取るために、主走査方向の読み取り幅の全長にわたって均等な照度で原稿を照明するための線状光源装置として、現状においてはコスト面を考慮しても最適であると考えられているからである。

しかしながら、ＣＣＤイメージセンサユニットＵにおける線状光源装置として冷陰極管を用いるにあたっては、次のような問題がなお存在する。

第１に、冷陰極管の駆動には、放電電圧を得るためにインバータ等を用いて昇圧する必要があり、電源回路がコスト高となる。

第２に、冷陰極管は、有害な水銀蒸気が内部に封じ込められているため、環境にとって適切であるとはいえない。

第３に、冷陰極管は、全周から発光するが、照明するべき方向は一方向であるため、多くの光が無駄になり、効率が悪い。また、この問題を解消するためには、反射部材を冷陰極管の背後に配置するなどの対策が必要となり、コスト高となる。

また、液晶テレビや、パーソナルコンピュータ用の液晶ディスプレイ装置においても、そのバックライト用照明装置として、冷陰極管が用いられるのが通常であるが、この場合においても、上記したのと同様の問題がある。

本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、ＣＣＤイメージセンサユニット等のＣＣＤラインセンサを搭載した画像読取装置等の照明光源として、あるいは液晶ディスプレイ装置等のバックライト用照明装置の光源として冷陰極管を用いる場合の上記した問題を解消した新たな線状光源装置を提供することをその課題とする。

上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を採用している。

すなわち、本願発明によって提供される線状光源装置は、樹脂により一体形成され、長手方向に延びる本体部、および、この本体部の両端に形成された第１の端部と第２の端部を備えた導光部材と、上記第１の端部と上記第２の端部の少なくともいずれか一方に対向して配置されたＬＥＤ発光装置と、を備えた線状光源装置であって、上記ＬＥＤ発光装置として、パッケージ型のＬＥＤ発光装置が基板上に搭載されているとともに、上記ＬＥＤ発光装置の上記パッケージにおける光出射側の面に対し、上記導光部材の上記第１の端部または上記第２の端部の端面が接合されており、かつ、上記端面の広さの範囲内に上記光出射側の面における光出射領域が納まっていることを特徴とする。

本願発明によって提供される線状光源装置はまた、樹脂により一体形成され、長手方向に延びる本体部、および、この本体部の両端に形成された第１の端部と第２の端部を備えた導光部材と、上記第１の端部と上記第２の端部の少なくともいずれか一方に対向して配置されたＬＥＤ発光装置と、を備えた線状光源装置であって、上記ＬＥＤ発光装置として、ＬＥＤチップが基板上に搭載されているとともに、上記基板には、上記ＬＥＤチップを取り囲む光出射開口を有する連結部材が固定されている一方、上記連結部材の光出射側の面に対し、上記導光部材の第１の端部または上記第２の端部の端面が接合されており、かつ、上記端面の広さの範囲内に上記光出射側の面における光出射開口が納まっていることを特徴とする。

好ましい実施の形態においては、上記本体部には、その長手方向の所定範囲にわたり、周方向の所定の範囲において、複数の凹部または凸部が形成されていることにより、上記ＬＥＤ発光装置から上記本体部の上記第１の端部または上記第２の端部に入射した光が、上記本体部の長手方向にわたって、上記本体部の周面における上記凹部または凸部が形成された範囲と対向する領域から出射する傾向が与えられている。

これらの構成において、導光部材にその端部から入射した光は、なめらかな表面で全反射しつつ導光部材の本体部の長手方向に進行する。そして、このような光は、上記凹部または凸部において反射させられることにより、進行方向が導光部材を横断しようとする方向に変換される。この光は、概して、上記本体部の内部を、その周面における上記凹部または凸部が設けられた周方向範囲の帯状領域と対向する領域に向けて進行し、この領域において、全反射臨界角より小さい角度で周面に到達したものが外部に出射される。そして、上記凹部または凸部が設けられる上記本体部の周方向における範囲を所定のように設定することにより、出射する光を、所望の周方向範囲に規制し、ＬＥＤ発光装置から発せられた光を、効率的に照明光として利用できる。これにより、たとえばこの線状光源装置を、ＣＣＤラインセンサを用いた画像読取装置の照明光源として使用する場合、照明光が原稿における副走査方向に不当に拡がることが抑制される。

また、導光部材の上記第１の端部または上記第２の端部における端面が上記パッケージの光出射側の面または上記連結部材の光出射側の面に対して接合され、かつ、上記端面の広さの範囲内に上記パッケージの光出射側の面における光出射領域、あるいは、上記連結部材の光出射側の面における光出射開口が納まっているので、ＬＥＤ発光装置から出射された光が漏れなく導光部材の端面から導光部材の内部に導入される。これにより、ＬＥＤ発光装置からの出射光の効率利用を図ることができる。

好ましい実施の形態においては、上記導光部材における上記第１の端部または上記第２の端部は、それらの端面から導光部材の長手方向内方に向かうほど縮径するテーパ状となっている。

このような構成により、導光部材の中間部を小径化しても、ＬＥＤ発光装置が発する光を漏れなく導光部材の内部に導くことができる。その結果、小径の線状光源装置でありながら、出射光量を著しく高めることができる。

好ましい実施の形態においては、上記連結部材は、白色系の不透明材料によって形成されている。

このような構成により、ＬＥＤ発光装置が発する光が連結部材によって無駄に吸収されることなく有効に利用されるので、線状光源装置としての発光効率がより高まる。

本願発明のその他の特徴および利点は、図面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明らかとなろう。

以下、本願発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１ないし図４は、本願発明に係る線状光源装置１００の第１の実施形態を示している。この線状光源装置１００は、導光部材１２０と、この導光部材１２０の両端部に配置されたＬＥＤ発光装置２００とを備えている。

図１に示すように、導光部材１２０は、全長にわたって一様な円形断面を有する略円柱状をした本体部１３０と、この本体部１３０の両端に形成された第１の端部１２１と第２の端部１２２とを有している。第１の端部１２１と第２の端部１２２とは、本体部１３０から連続する円形断面を有しつつ、それらの端面１２１ａ，１２２ａに向うほど次第に拡径するテーパ状となっている。この導光部材１２０はまた、たとえば、ＰＭＭＡやポリカーボネートなどの透明樹脂により一体成形されたものであり、その外面は、なめらかな鏡面状とされている。略円柱状の本体部１３０の直径は、たとえば２ｍｍ程度であり、第１の端部１２１と第２の端部１２２の各端面１２１ａ，１２２ａの直径は、たとえば、４ｍｍ程度である。

図１、図２および図４からよく理解されるように、上記本体部１３０の周面には、所定幅で本体部１３０の長手方向に延びる帯状領域１３４が設定され、この帯状領域１３４には、長手方向に並ぶ複数箇所の凹部１３１と凸部１３２とが交互に連続して形成されている。各凸部１３２の上面１３２ａは、平坦面（すなわち、帯状領域１３４の幅方向について直線状）とされ、各凹部１３１は、一様な断面を有して帯状領域１３４の幅方向に延びるように形成されている。各凹部１３１の底部は、円筒内面状とされている一方、この凹部１３１と上記凸部１３２の上面１３２ａとは、なめらかな円筒外面部によって連結されている。このような帯状領域１３４の幅方向両側には、全長にわたり沿うようにして、平坦部１３５が形成されている。帯状領域１３４の両側に位置する平坦部１３５は、同一平面内に位置し、本体部１３０中心線に対して平行をなすように形成されている。上記したように、本体部１３０の直径はたとえば２ｍｍであるが、帯状領域１３４の幅はたとえば０．８ｍｍ、各平坦部１３５の幅はたとえば０．１７５ｍｍ、凸部１３２の平坦部１３５に対する高さは、たとえば０．１３ｍｍ、凸部１３２の上面１３２ａに対する凹部１３１の深さは、たとえば、０．１２ｍｍに設定され、かつ、各凹部１３１の形成ピッチは、たとえば１．５ｍｍに設定される。しかしながら、これらの各寸法は、導光部材１２０の径に応じて種々設定可能である。

上記したように、上記導光部材１２０は、ＰＭＭＡやポリカーボネートなどの樹脂により一体成形される。すなわち、複数の金型５００Ａ，５００Ｂ（図５参照）によって形成されたキャビティ内にゲート１３６から流動状態の樹脂を注入し、この樹脂を固化させた後、型開きをする。この導光部材１２０においては、図１、図３および図４に示されているように、ゲート１３６の位置を、本体部１３０の長手方向の略中央部であって、本体部１３０の周方向に関しては、上記凹部１３１と凸部１３２とが設けられた帯状領域１３４と、この帯状領域１３４と対向する光出射領域とを避けた、上記帯状領域１３４の幅方向中心位置に対して本体部１３０の周方向にほぼ９０度ずらせた位置に設定している。このことの技術的意義については、後述する。

上記ＬＥＤ発光装置２００としては、この実施形態においては、パッケージ型のＬＥＤ発光装置が用いられ、このＬＥＤ発光装置２００を基板２１０上に搭載している。このパッケージ型のＬＥＤ発光装置２００は、図２に詳示するように、ＬＥＤチップ２０１がボンディングされた基板２０２と、この基板２０２上に上記ＬＥＤチップ２０１を取り囲む開口穴２０３ａを有する枠状反射部材２０３を固定した構成を備えている。この枠状反射部材２０３は、好ましくは、白色の樹脂によって形成される。上記開口穴２０３ａは、円形をしている。この開口穴２０３の内部には、上記ＬＥＤチップ２０１を包み込む、シリコーン樹脂等の軟質の樹脂２０４が充填されている。なお、上記ＬＥＤチップ２０１としては、たとえば青色発光のものが用いられ、この場合、上記開口穴２０３ａの入口付近に上記軟質樹脂２０４を覆うように蛍光材料２０５を配置することにより、このＬＥＤ発光装置２００は、白色発光のＬＥＤ発光装置として機能する。そうして、上記枠状反射部材２０３の上面（光出射側の面）２０３ｂは平坦な面とされ、この光出射側の面２０３ｂにおける開口穴２０３ａが、このＬＥＤ発光装置２００における光出射領域となる。そうして、この開口穴２０３ａの入口の大きさは、導光部材１２０の第１および第２の端部１２１，１２２における端面１２１ａ，１２２ａの大きさより小とされる。

上記のようにして基板２１０上にＬＥＤ発光装置２００が搭載されるが、このＬＥＤ発光装置２００に対する導光部材１２０の両端部１２１，１２２の連結は、図２に表れているように、ＬＥＤ発光装置２００の光出射側の面２０３ｂに対し、上記両端部１２１，１２２の端面１２１ａ，１２２ａを接着剤等を用いて接着するなどして行う。このとき、上記両端部１２１，１２２の端面１２１ａ，１２２ａの広さの範囲内にＬＥＤ発光装置２００の光出射側の面２０３ｂにおける光出射領域（上記開口穴２０３ａ）が納まるようにする。

基板２１０は、たとえば長矩形状をしており、その長手方向一端部にＬＥＤ発光装置２００が搭載されており、その余の領域は、放熱および配線パターンの配置領域として利用される。この基板２１０の材質としては、熱伝導性にきわめて優れた窒化アルミニウムを採用することが望ましい。また、この実施形態では、基板２１０の放熱性能をさらに高めるために、基板２１０の裏面側に、所定厚みのアルミニウム製、またはアルミニウム合金製の放熱板２２０が積層状に接着されている。なお、この放熱板２２０の露出表面にはさらに、好ましくは、表面熱放射率の高い層が形成される。そのためには、黒色塗料による着色をしたり、有限会社三恵精機製作所が提供する「ＧＨＡ処理」と称する表面処理を行ったり、熱放射率の高いセラミックによるコーティングをしたり、熱放射率の高い材質からなるシール、あるいはシートを貼着したりすることが考えられる。

次に、上記構成の線状光源装置１００の作用について説明する。

導光部材１２０の２つの端部１２１，１２２において、それぞれ、ＬＥＤ発光装置２００が点灯させられると、このＬＥＤ発光装置２００から発せられた光は、導光部材１２０の第１の端部１２１と第２の端部１２２の両端面１２１ａ，１２２ａから入射させられ、本体部１３０に導かれる（図２参照）。このとき、ＬＥＤ発光装置２００の光出射領域（開口穴２０３ａ）は、上記両端部１２１，１２２の端面１２１ａ，１２２ａの広さの範囲内に納まっているから、ＬＥＤ発光装置２００から発せられた光のすべてが導光部材１２０に導入される。導光部材１２０の上記両端部１２１，１２２は、長手方向内方に向うほど縮径するテーパ状となっており、かつ外面はなめらかな鏡面となっているので、このテーパ状の両端部１２１，１２２は、光を外部に漏らすことなく、光の密度を高めて本体部１３０に導くことができる。また、ＬＥＤ発光装置２００における枠状反射部材２０３は、白色樹脂によって形成されているので、ＬＥＤチップ２０１が発した光を無駄にすることなく、出射することができる。

このようにして本体部１３０に導かれた光は、図２に模式的に示すように、本体部１３０内を、その滑らかな表面で全反射しつつ長手方向に進行する。図２に模式的に示すように、このような光の一部は、上記の凹部１３１において反射させられて本体部１３０を横断しようとする方向に進行方向を転換させられる。凹部１３１は、帯状領域１３４の幅方向に直線状に延びているので、この凹部１３１で反射させられて本体部１３０を横断して進行する光が不当に拡がることがない。そしうて、上記のように進行方向を転換させられた光は、図３に模式的に示すように、概して、本体部１３０における上記凹部１３１と凸部１３２が設けられた帯状領域１３４と対向する領域に向けて進行し、この領域において、全反射臨界角より小さい角度で本体部１３０の周面に到達したものが外部に出射させられる。そうして、上記本体部１３０が略円柱状をしていること、すなわち、上記本体部１３０の周面における上記帯状領域（凹部１３１および凸部１３２が形成されている領域）１３４およびその両側の平坦部１３５を除く部分が円柱外面を有していることによる凸レンズ効果により、出射する光が本体部１３０の周方向に広がることが抑制され、出射光を、目標とする領域Ａに集中させることができる。

本体部１３０に設ける凹部１３１および凸部１３２が形成された帯状領域１３４は、平坦部１３５に挟まれた格好で形成されているため、本体部１３０の基本外形が略円柱状であったとしても、帯状領域１３４の幅を本体部１３０の長手方向にわたって一定幅をもって延びるように明確に規定することができる。したがって、導光部材１２０の内部を長手方向に進行してきた光の方向を変換して帯状領域１３４の反対側の外面から出射させる作用を、本体部１３０の長手方向の各所においてばらつきなく行うことができるようになる。また、本体部１３０に設ける凹部１３１または凸部１３２が帯状領域１３４の幅方向に延びかつ、幅方向について直線状をなすように形成するので、図５に示すような分割構成を採用しつつ、導光部材１２０を成形するための金型５００Ａ，５００Ｂの作成にあたり、上記凹部１３１および凸部１３２を形成するための金型内面形状の作成も容易となる。

さらに、上記構成の導光部材１２０は、成形のためのゲート１３６を、本体部１３０の周方向に関して、上記帯状領域１３４と、この帯状領域１３４と対向する光出射領域とを避けた、上記帯状領域１３４の幅方向中心位置に対して本体部１３０の周方向にほぼ９０度ずらせた位置に設定しているので、ゲート１３６の存在による異形の発生や曇りの発生に起因して、上記凹部１３１や凸部１３２による光の方向変換作用が部分的に阻害されたり、本体部１３０の表面からの光の出射作用が部分的に阻害されたりすることを回避することができる。上記ゲート１３６はまた、本体部１３０の長手方向のほぼ中央部に設定している。すなわち、導光部材１２０にＬＥＤ発光装置２００からの光が入射される第１の端部１２１と第２の端部１２２の双方から最も遠い位置に上記ゲート１３６の位置が設定されているので、ゲート１３６の存在による異形の発生や曇りの発生に起因した悪影響を最も少なくすることができる。

さらに、上記構成の線状光源装置１００にあっては、ＬＥＤ発光装置２００を搭載する基板２１０の材質として、窒化アルミニウムを採用しているとともに、基板２１０にＬＥＤ発光装置２００の搭載領域と放熱領域を設定し、さらには、この基板２１０の裏面側にアルミニウムまたはアルミニウム合金製の放熱板２２０を積層接着しているので、ＬＥＤ発光装置２００の点灯時に発生する熱をきわめて効率よく外部に逃がすことができる。その結果、ＬＥＤ発光装置２００の高出力による長時間連続点灯が可能となり、線状の照明光源として、きわめて効率の高いものとなる。

また、導光部材１２０は、テーパ状の第１および第２の端部１２１，１２２により、細状の本体部１３０に光の密度をあげて効率的に光を導入することができる。

以上のことが総合して、上記構成の線状光源装置１００は、高輝度、高効率の細線状光源装置となる。

図６は、本願発明に係る線状光源装置の第２の実施形態を示している。この第２の実施形態に係る線状光源装置１００Ａは、導光部材１２０の一端部（第１の端部）１２１にＬＥＤ発光素子２００を配置し、他端部（第２の端部）１２２には、反射手段２５０を設けた点が図１ないし図４に示した第１の実施形態に係る線状光源装置１００と異なる。以下においては、この第２の実施形態に係る線状光源装置１００Ａについて、第１の実施形態に係る線状光源装置１００と異なる点について説明し、共通する点については、第１の実施形態に係る線状光源装置１００について付した符号と同一の符号を付すことにより、詳細な説明は省略する。

導光部材１２０は、その本体部１３０の第１の端部１２１のみにＬＥＤ発光装置２００が対向配置され、第２の端部１２２には、反射手段２５０が形成されている。本体部１３０の形態および第１の端部１２１に対するＬＥＤ発光装置２００の連携構造は、基本的に、第１の実施形態にかかるものと同様である。反射手段２５０は、上記本体部１３０の第２の端部１２２に、白色系の樹脂でできたキャップ２５２を嵌着させたり、金属を蒸着したりすることにより形成することができるほか、図７に変形例として示すように、導光部材１２０の第２の端部１２２を、本体部１３０の軸線に対して４５度の角度で傾斜する２つの面からなる三角山状にカットするか、または、本体部の軸線に対して母線もしくは稜線が４５度程度で傾斜する円錐状あるいは角錐状にカットして構成することができる。このようにすることにより、本体部１３０の内部をその軸線方向に進行してきた光の多くが、第２の端部１２２の傾斜面２５３で２回の全反射をすることにより、逆方向に戻される。そうして、この戻り光もまた、帯状領域１３４における凹部１３１および凸部１３２による光の方向変換作用を経て、出射光として無駄なく利用される。

図８は、本願発明に係る線状光源装置の第３の実施形態を示している。この第３の実施形態に係る線状光源装置１００Ｂは、ＬＥＤ発光装置２００として、基板２１０上にＬＥＤチップ２０１を直接ボンディングするとともに、上記基板２１０上に、上記ＬＥＤチップを囲む開口穴２０３ａを有する枠状反射部材２０３を固定して構成している点が第１の実施形態に係る線状光源装置１００と異なる。以下においては、この第３の実施形態に係る線状光源装置１００Ｂについて、第１の実施形態に係る線状光源装置１００と異なる点について説明し、共通する点については、第１の実施形態に係る線状光源装置１００について付した符号と同一の符号を付すことにより、詳細な説明は省略する。

第１の実施形態と同様に、一面に放熱板２２０が積層された窒化アルミニウム製の基板２１０上には、この基板２１０に形成されたボンディングパッド上にＬＥＤチップ２０１が直接ボンディングにより搭載されており、このＬＥＤチップ２０１の頂面の端子は、基板２１０上に形成された電極パターンにワイヤを介して接続されている。このＬＥＤチップ２０１の発光色および数は、適宜選定される。赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のＬＥＤチップを搭載してもよいし、いずれか１色のものを搭載してもよい。

上記基板２１０上にはまた、上記ＬＥＤチップ２０１を取り囲む開口穴２０３ａを有する枠状反射部材２０３が固定される。この開口穴２０３ａは、たとえば円形をしている。また、この枠状反射部材２０３は、白色系の樹脂によって形成されたものが好適に用いられる。この実施形態の場合、上記枠状反射部材２０３の上面（光出射側の面）２０３ｂにおける開口穴２０３ａが、ＬＥＤ発光装置２００の出射領域となる。

導光部材１２０は、第１の実施形態とほぼ同様のものを用いることができる。ここにおいても留意するべきは、第１および第２のテーパ状の端部１２１，１２２の端面１２１ａ，１２２ａの大きさは、上記枠状反射部材２０３の開口穴２０３ａの入口の大きさより大とすることである。

この実施形態においても、導光部材１２０のテーパ状に形成した第１および第２の端部１２１，１２２が、その端面１２１ａ，１２２ａを上記枠状反射部材２０３の光出射側の面に接着することにより、ＬＥＤ発光装置２００に対して接続される。この場合、導光部材１２０の両端部１２１，１２２の端面１２１ａ，１２２ａの広さの範囲に、上記枠状反射部材２０３の開口穴２０３ａが納まるようにする点は、第１の実施形態について述べたのと同様である。

ＬＥＤチップ２０１が発した光は、上記枠状反射部材２０３が白色樹脂で形成されていることから効率的に開口穴２０３ａから出射され、こうしてＬＥＤ発光装置２００から発せられた光が漏れなく導光部材１２０のテーパ状の両端部１２１，１２２に導入される。テーパ状の両端部１２１，１２２によって光の密度をあげながら本体部１３０に導かれた光は、本体部１３０の全長から、凹部１３１または凸部１３２の作用により、その周方向の特定の範囲に効率的に光が出射される。これらの点は、第１の実施形態について上述したのと同様である。

図９は、第３の実施形態の変形例の要部を示している。この例においては、導光部材１２０のテーパ状の第１および第２の端部１２１，１２２の端面１２１ａ，１２２ａに、上記枠状反射部材２０３の開口穴２０３ａに嵌合する円柱状の凸部１２１ｂ，１２２ｂを形成している。第１および第２の端部１２１，１２２は、上記凸部１２１ｂ，１２２ｂを枠状反射部材２０３の開口穴２０３ａに嵌合させつつ、端面１２１ａ，１２２ａを枠状反射部材２０３の上面２０３ｂ に接着剤などを用いて接着することにより、ＬＥＤ発光装置２００に連結されるが、枠状反射部材２０３に対する導光部材１２０の軸直角方向の位置決めをしつつ、適正な接続を図ることができるとともに、凸部１２１ｂ１２２ｂを開口穴２０３ａに挿入した状態で導光部材１２０を所望角度軸転させ、本体部１３０からの光の出射方向を調整しつつ上記の接続を図ることができるので好都合である。

なお、図８に示した線状光源装置１００Ｂは、導光部材１２０の両端部１２１，１２２にＬＥＤ発光装置２００を配置しているが、第１の端部１２１のみにＬＥＤ発光装置２００を配置し、第２の端部１２２には図６もしくは図７に例示したのと同様の反射手段２５０を形成してもよいことは、もちろんである。

上記構成の線状光源装置１００，１００Ａ，１００Ｂは、ＣＣＤイメージセンサユニット等の画像読取装置４００の照明光源として、従前の冷陰極管に代えて好適に用いることができる。この画像読取装置４００は、図１０に示すように、線状光源装置１００，１００Ａ，１００Ｂと、複数のミラー２１〜２５と、レンズ３と、ＣＣＤラインセンサ４とをケース５内に組み込んで構成され、フラットベッド型イメージスキャナＳにおいて、透明ガラスなどからなる原稿載置台ＤＰの下方を副走査方向に移動させられる。動作においては、上記線状光源装置１００，１００Ａ，１００Ｂが発する光によって照明された原稿Ｄからの反射光が複数のミラー２１〜２５で反射された後、レンズ３を介してＣＣＤラインセンサ４上に集光させられる。このとき、原稿Ｄ上の主走査方向に延びる１ラインの画像がＣＣＤラインセンサ４上に結像させられ、かつ読み取られ、このような動作がこの画像読取装置４００が副走査方向に所定ピッチ移動する毎に繰り返されることにより、原稿の２次元画像が読み取られる。

前述したように、上記構成の線状光源装置１００，１００Ａ，１００Ｂは、その発光部分たる導光部材１２０の本体部１３０が略円柱状をしているため、上記画像読取装置３００における冷陰極管が装備されていた部位に、さほど変更を加えることなく、都合よく組み込むことができる。そして、この線状光源装置１００，１００Ａ，１００Ｂは、導光部材１２０の本体部１３０における上記帯状領域１３４と反対側の周面から限定された方向に効率よく光を照射することができるのであり（図３参照）、このような出射方向を、フラットベッド型イメージスキャナＳにおける原稿載置台ＤＰ上の原稿Ｄの副走査方向の一定領域に向けるようにする。このように、上記構成の線状光源装置１００，１００Ａ，１００Ｂは、冷陰極管のように周面全面から光が放射される場合のように、反射部材を追加する必要なく、長手方向の全長において、一定の限定された方向に向けて光を照射することができる。

なお、ＣＣＤイメージセンサユニットの場合、原稿Ｄからレンズ３を介してＣＣＤラインセンサ４に至る、ミラー２１〜２５で折り畳まれる光路を展開して模式的に描くと図１１に示すようになる。この図から判るように、ＣＣＤラインセンサ４ないしレンズ３からみた原稿Ｄの読取幅の画角は、たとえば５０°程度となるように広がっている。このことは、原稿の読取幅の中央付近からＣＣＤラインセンサ４までの光路長に対し、読取幅の端部からＣＣＤラインセンサ４までの光路長が明らかに長くなることから、原稿Ｄを読取幅全体にわたって均等な明るさで照明したとしても、ＣＣＤラインセンサ４上で読み取られる画像は、上記読取幅の端部ほど暗くなることを意味する。

このような場合、上記構成の線状光源装置１００，１００Ｂ（導光部材１２０の両端部にＬＥＤ発光装置２００が配置された構成）においては、上記凹部１３１の形成ピッチを導光部材１２０の長手方向中央部に対して端部にむかうほど短くする、すなわち、端部に向かうほど密とすることにより、容易に、導光部材１２０の長手方向（主走査方向に対応）中央部に対して両端部のほうが出射光量が大となるようにすることができる。これにより、ＣＣＤラインセンサ４上で読み取られる画像の明るさを、主走査方向について均等化することができる。なお、導光部材１２０の一端部のみにＬＥＤ発光装置２００を配置した構成においても、凹部１３１の形成ピッチを調整することにより、導光部材１２０の長手方向についての出射光量を所望のように調整することができる。

従来、この種の平面ディスプレイ装置のバックライト光源としても、冷陰極管が採用されていたが、この冷陰極管を上記構成の線状光源装置に置き換えることも可能である。

もちろん、この発明の範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲でのあらゆる変更は、すべて本願発明の範囲に含まれる。

上記した実施形態では、導光部材１２０の本体部１３０は、略円柱状としているが、柱状であれば、このような円柱状に限らないが、帯状領域１３４およびこれを挟む平坦部１３５以外の周面には、できるだけ明確な稜線が形成されないようにすることが望ましく、たとえば、略楕円柱状としてもよい。

本願発明に係る線状光源装置の第１の実施形態の全体構成を示す一部断面正面図である。 図１のII-II線に沿う拡大断面図である。 図２のIII-III線に沿う断面図である。 導光部材の部分拡大斜視図である。 導光部材を形成するための金型の一例を示す断面図である。 本願発明に係る線状光源装置の第２の実施形態の全体構成を示す一部断面正面図である。 第２の実施形態の変形例を一部断面で示す部分正面図である。 本願発明に係る線状光源装置の第３の実施形態を示す要部断面図である。 第３の実施形態の変形例を示す要部断面図である。 図１、図６または図８に示す線状光源装置を用いた画像読取装置の全体構成略示図である。 図１０に示す画像読取装置における、原稿からＣＣＤラインセンサまでの光路を示す略示図である。

符号の説明

１ 照明光源
２１〜２５ ミラー
３ レンズ
４ ＣＣＤラインセンサ
５ ケース
Ｓ イメージスキャナ
ＤＰ 原稿載置台
Ｄ 原稿
１００，１００Ａ，１００Ｂ 線状光源装置
１２０ 導光部材
１２１ 第１の端部
１２１ａ 端面
１２２ 第２の端部
１２２ａ 端面
１３０ 本体部
１３１ 凹部
１３２ 凸部
２００ ＬＥＤ発光装置
２０１ ＬＥＤチップ
２０２ 基板
２０３ 枠状反射部材
２０３ａ 開口穴
２１０ 基板
４００ 画像読取装置
５００Ａ，５００Ｂ 金型
Ａ 目標領域

Claims (6)

1. 樹脂により一体形成され、長手方向に延びる本体部、および、この本体部の両端に形成された第１の端部と第２の端部を備えた導光部材と、上記第１の端部と上記第２の端部の少なくともいずれか一方に対向して配置されたＬＥＤ発光装置と、を備えた線状光源装置であって、
   上記ＬＥＤ発光装置として、パッケージ型のＬＥＤ発光装置が基板上に搭載されているとともに、上記ＬＥＤ発光装置の上記パッケージにおける光出射側の面に対し、上記導光部材の上記第１の端部または上記第２の端部の端面が接合されており、かつ、上記端面の広さの範囲内に上記光出射側の面における光出射領域が納まっていることを特徴とする、線状光源装置。
2. 上記パッケージの上記光出射側の面に接合される上記第１の端部または上記第２の端部は、それらの端面から導光部材の長手方向内方に向かうほど縮径するテーパ状となっている、請求項１に記載の線状光源装置。
3. 樹脂により一体形成され、長手方向に延びる本体部、および、この本体部の両端に形成された第１の端部と第２の端部を備えた導光部材と、上記第１の端部と上記第２の端部の少なくともいずれか一方に対向して配置されたＬＥＤ発光装置と、を備えた線状光源装置であって、
   上記ＬＥＤ発光装置として、ＬＥＤチップが基板上に搭載されているとともに、上記基板には、上記ＬＥＤチップを取り囲む光出射開口を有する連結部材が固定されている一方、上記連結部材の光出射側の面に対し、上記導光部材の第１の端部または上記第２の端部の端面が接合されており、かつ、上記端面の広さの範囲内に上記光出射側の面における光出射開口が納まっていることを特徴とする、線状光源装置。
4. 上記連結部材の上記光出射側の面に接合される上記第１の端部または上記第２の端部は、端面から導光部材の長手方向内方に向かうほど縮径するテーパ状となっている、請求項３に記載の線状光源装置。
5. 上記連結部材は、白色系の不透明材料によって形成されている、請求項４に記載の線状光源装置。
6. 上記本体部には、その長手方向の所定範囲にわたり、周方向の所定の範囲において、複数の凹部または凸部が形成されていることにより、上記ＬＥＤ発光装置から上記本体部の上記第１の端部または上記第２の端部に入射した光が、上記本体部の長手方向にわたって、上記本体部の周面における上記凹部または凸部が形成された範囲と対向する領域から出射する傾向が与えられている、請求項１ないし５のいずれかに記載の線状光源装置。

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