JP2009010285A

JP2009010285A - 照明装置

Info

Publication number: JP2009010285A
Application number: JP2007172289A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Suzuki; 陽介鈴木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2007-06-29
Filing date: 2007-06-29
Publication date: 2009-01-15

Abstract

【課題】１つのＬＥＤが断線等になっても、そのＬＥＤに隣接する他の複数のＬＥＤも同時に消灯してしまうことがなく、断線等によりＬＥＤが消灯してしまうことによる光量の落ち込みを抑えることが簡易な回路構成を提供する。
【解決手段】複数のＬＥＤからなるＬＥＤ群（Ａ１〜Ｊ１）を複数配列し、１つのＬＥＤ群の各ＬＥＤ（Ａ１〜Ａ１０）には並列接続で電源を供給し、かつ、ＬＥＤ群の各ＬＥＤ（Ａ１）には他のＬＥＤ群の各ＬＥＤ（Ａ２、Ａ３、・・・）と直列接続で電源を供給する。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば画像読取装置に用いられる複数の発光素子を有する照明装置に関する。

従来、高速の画像読取装置の光源として、ハロゲンランプや蛍光灯、キセノン管を用いていた。これらの光源は発熱量が大きい、消費電力が大きい、ランプ外形が大きく重たい、高圧給電が必要、光量安定迄の時間が掛かる等の欠点があった。そこで、発熱量が比較的小さく、消費電力が小さい、白色光を照射することが可能な白色ＬＥＤ（発光ダイオード）を複数個アレイ状に並べた光源が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３２００７０号公報

しかし、ＬＥＤアレイは、直列接続されているＬＥＤのうちの一つが基板上で断線や短絡した場合でも、そのＬＥＤに直列接続された他の複数のＬＥＤが消灯する、あるいは他の複数のＬＥＤの光量が増加するなどの影響が出てしまう。

例えば、図３に示すように、複数個の白色ＬＥＤを直列接続したＬＥＤアレイを複数並列接続し、単一の電源で駆動する回路構成をとった場合、図８に示す配列でＬＥＤを配置することが一般的であった。直列接続された白色ＬＥＤアレイの一つのＬＥＤ＿Ａ１が断線しただけで、そのアレイ上の全てのＬＥＤ＿Ａ１〜Ａ１０が消灯してしまう（図９参照）。

この場合、図８の配列では、隣り合う複数個のＬＥＤが点灯しないこととなり、その部分の光量が不十分なものとなる。このような状態になってしまうと、画像読取装置がシェーディング補正などの画像処理によって補償することも不可能であり、ＬＥＤ光源全体を交換しなければならず、装置の保守及び維持に要するコストがかかる要因となる。

本発明の照明装置は、複数の発光素子が列状に並べて配置される発光素子群を前記複数の発光素子の並び方向に複数並べて配置した照明装置であって、１つの発光素子群の複数の発光素子に並列接続で電源を供給し、かつ、１つの発光素子群の発光素子と他の発光素子群の発光素子とに直列接続で電源を供給することを特徴とする。

本発明によれば、１つの発光素子が断線等になっても、その発光素子に隣接する他の複数の発光素子も同時に消灯してしまうことがなく、断線等により発光素子が消灯してしまうことによる光量の落ち込みを抑えることが簡易な回路構成で可能となる。

（実施形態１）
本発明の画像読取装置に備えられる照明装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の画像読取装置の断面図、図２は画像読取装置の上視図である。１００は画像読取装置、１０１はＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）等の光電変換素子、１０２は光学ユニットである。１０３及び１０４はＬＥＤ光源（発光ダイオード光源）であり、原稿台ガラス１０５上の原稿を照明する。

原稿台ガラス１０５上にセットされた原稿は、ＬＥＤ光源１０３、１０４により照射される。原稿からの反射光はミラー台ユニット１０６を介して光電変換素子１０１に導かれる。光電変換素子１０１により読み取られた原稿画像は電気信号として出力される。また、１０７は標準白色板であり、シェーディング補正のための基準データを作成するときに光電変換素子１０１により読み取られる。

ＬＥＤ光源１０３、１０４が設置されているＬＥＤアレイユニット１０８及びミラー台ユニット１０６は、ワイヤ（図示せず）によって駆動モータ（図示せず）と結合され、駆動モータの回転駆動により原稿台ガラス１０５と平行に移動する。

ＬＥＤ光源１０３、１０４の長さは３００ｍｍ、ＬＥＤ配列間隔は３ｍｍ、ＬＥＤの個数は１００個とする。但し、読み取り幅、ＬＥＤ配列間隔、ＬＥＤ個数は、これに限られるものではない。

図３は、第１実施形態の照明装置のＬＥＤ光源１０３及び１０４の回路図であり、１０個のＬＥＤ（発光ダイオード、発光素子）が直列接続されたＬＥＤアレイＡ〜ＬＥＤアレイＪが並列接続されている。電源１は、定電圧回路でもよいし、定電流回路でもよい。図４は、ＬＥＤアレイＡ〜ＬＥＤアレイＪのそれぞれのＬＥＤの配列を示す図である。図８では、Ａ１、Ａ２、Ａ３、・・・、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、・・・の順で配列されていたのに対し、図４では、Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、・・・、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、・・・の順で列状（１列）に並べて配置されている。

つまり、複数のＬＥＤからなるＬＥＤ群を複数配列したＬＥＤ光源として見た場合、１つのＬＥＤ群の複数のＬＥＤに並列接続で電源を供給し、かつ、１つのＬＥＤ群のＬＥＤと他の発光素子群の発光素子とに直列接続で電源を供給している。すなわち、複数の発光素子からなる発光素子群（Ａ１〜Ｊ１）を前記複数の発光素子の並び方向に複数並べて配置する。そして、１つの発光素子群の各発光素子（Ａ１〜Ｊ１）には並列接続で電源を供給し、かつ、発光素子群の各発光素子（Ａ１）には他の発光素子群の各発光素子（Ａ２、Ａ３、・・・）と直列接続で電源を供給する。この１つの発光素子群のｎ番目の発光素子は、他の発光素子群のｎ番目の発光素子と直列接続されている。

直列接続された白色ＬＥＤアレイの一つのＬＥＤ＿Ａ１が断線すると、そのアレイ上の全てのＬＥＤ＿Ａ１〜Ａ１０が消灯してしまうが、図４に示す配列であるために分散して消灯するため、ＬＥＤ光源の光量の分布は図５のようになる。このように、Ａ１が消灯しても、隣接するＢ１や近隣のＣ１は点灯しているため、光量が落ち込む幅は狭く、かつ、隣接するＢ１や近隣のＣ１の発光により、Ａ１の位置の光量の落ち込みが抑えられる。従って、ＬＥＤ光源全体に渡って微小な光量の落ち込みが分散して発生することになる。そして、ＬＥＤの断線対策のために、全てのＬＥＤを並列接続して電源を供給する構成に比べて、全てのＬＥＤそれぞれに駆動回路を設けなくてよいので、簡易な回路構成とすることができ、大きさ、コスト面で有利である。

このような光量分布であれば、画像読取装置において周知のシェーディング補正処理を読取画像データに施すことにより、分散して発生する微小な光量の落ち込みは補償することができる。従って、１つのＬＥＤが断線したとしても読取画像にほとんど影響を与えることがない。

（実施形態２）
図６は、第２実施形態の照明装置のＬＥＤ光源１０３及び１０４の回路図であり、実施形態１の構成に、ＬＥＤアレイＡ〜ＬＥＤアレイＪおのおのに電流検出用抵抗Ｒａ〜Ｒｊを追加したものである。ＬＥＤアレイＡ〜ＬＥＤアレイＪに流れる電流を前記電流検出用抵抗Ｒａ〜Ｒｊにて生じる電圧Ｖａ〜Ｖｊを制御部３により監視する。

図７は、制御部３によるＬＥＤ光源の異常検知のためのフローチャートである。制御部３は、電源オン後（Ｓ２）、電圧Ｖａ〜Ｖｊの値を確認し（Ｓ３、Ｓ４）、表示部２に警告を表示する（Ｓ５）。例えば、電圧Ｖａの値がＶ１（第１の値）より小さい場合（Ｓ３）、ＬＥＤアレイＡ（ＬＥＤ＿Ａ１〜Ａ１０）は、断線により電流が流れていない状態であると判断し、Ｓ５にて表示部にその旨を警告として表示する。反対に、電圧ＶａがＶ２（第２の値）よりも大きい場合（Ｓ４）、ＬＥＤアレイＡ（ＬＥＤ＿Ａ１〜Ａ１０）は、短絡により電流が流れすぎている状態であると判断し、表示部２にその旨を警告として表示する（Ｓ５）。

本発明の実施形態の照明装置を含む画像読取装置の断面図である。画像読取装置の上視図である。第１の実施形態の照明装置のＬＥＤ光源の回路図である。ＬＥＤ光源のＬＥＤの配列を示す図である。ＬＥＤ光源の光量の分布を示す図である。第２の実施形態の照明装置のＬＥＤ光源の回路図である。ＬＥＤ光源の異常検知のためのフローチャートである。従来技術のＬＥＤ光源のＬＥＤの配列を示す図である。従来技術のＬＥＤ光源の光量の分布を示す図である。

符号の説明

１電源
２表示部
３制御部
Ａ１〜Ｊ１０ＬＥＤ
Ｒａ〜Ｒｊ電流検出抵抗

Claims

複数の発光素子が列状に並べて配置される発光素子群を前記複数の発光素子の並び方向に複数並べて配置した照明装置であって、
１つの発光素子群の複数の発光素子に並列接続で電源を供給し、かつ、１つの発光素子群の発光素子と他の発光素子群の発光素子とに直列接続で電源を供給することを特徴とする照明装置。
前記発光素子群に定電流回路により電源を供給することを特徴とする請求項１記載の照明装置。
前記発光素子群に定電圧回路により電源を供給することを特徴とする請求項１記載の照明装置。
前記直列接続された発光素子の電流に検出する検出手段を有することを特徴とする請求項１記載の照明装置。
前記検出手段が検出した電流が第１の値よりも小さい、又は、第２の値よりも大きい場合、警告を表示する表示手段を有することを特徴とする請求項４記載の照明装置。
前記発光素子は発光ダイオードであることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
前記複数の発光素子は１列に並べて配置されていることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
１つの発光素子群のｎ番目の発光素子は、他の発光素子群のｎ番目の発光素子と直列接続されていることを特徴とする請求項１記載の照明装置。