JP2010103687A - 線状照明装置及び画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高い集光効果及び放熱効果を得ることができるとともに、小型化及び省エネルギ化することを目的とする。
【解決手段】基板と、基板１の実装面に線状に配列実装された複数のＬＥＤ素子２と、基板から離れるにしたがって拡大する孔部３１を備えたリフレクター３と、ＬＥＤ素子２より出射された光を変換する蛍光部材５とを備え、すべてのＬＥＤ素子２と対向し、ＬＥＤ素子２の配列方向と直交する方向に光を集光する集光部材４が備えられている線状照明装置Ａ。
【選択図】図１

Description

本発明はＬＥＤ素子が線状に配列された線状照明装置に関するものである。

発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）は、低電圧で高効率の光を照射することができるので、従来用いられている冷陰極管やフィラメントを用いた電球に比べて、消費電力を低減することができる。この特長により、ＬＥＤは家電製品、電光板、表示器等の光源として用いられることが多くなっている。

ＬＥＤを用いた照明装置の一例として、原稿に形成されている画像を読み取る画像読取装置に用いられる線状の光源を備えた照明装置がある。前記照明装置から長手方向（主走査方向）に長い照射部を持つ光を原稿に照射させつつ、原稿を前記照明装置の長手方向（主走査方向）と直交する方向（副走査方向）に相対移動させる。前記原稿で反射された反射光を、結像レンズを介してＣＣＤ又はＣＭＯＳ等の撮像素子に導くことで、原稿上に形成されている画像を読み取る（例えば、特開２００８−２１６３２２号公報等参照）。

従来の照明装置では、長尺矩形状の実装面を有する基板の上部に長手方向に配列されたＬＥＤ素子が実装されている。前記照明装置から原稿に照射される光の原稿面での照度を高くするために、前記基板の実装面に前記基板から離れるにつれて拡大するテーパー形状を有し、内面部が光を反射できる凹部を備えたリフレクターが備えられている。前記ＬＥＤ素子は点光源であり、ある程度の広がりを持つ光であるが、所定の角度以上に広がる光はリフレクターで反射され、光が集光されて原稿面に照射されるので、原稿面での照度は高くなる。

また、前記照明装置より出射される光は白色光であることが好ましく、そのために、前記ＬＥＤ素子の発光部側に前記ＬＥＤ素子より出射された光が透過する蛍光部材が配置されている。前記ＬＥＤ素子より青色の光が出射され、この青色の光の一部が蛍光部材を透過することで、黄色の光に波長変換され、青色の光と黄色の光とが混成されることで白色光が出射される。

前記基板の実装面に配列された前記ＬＥＤ素子より出射された光は、前記リフレクターの凹部の内面で反射されることで集光され、原稿面に高い照度で照射される。

前記照明装置の光源として前記ＬＥＤ素子を用いることで、従来の冷陰極管やキセノン管等の放電管を用いた照明装置に比べて、低消費電力化、起動時間の短縮、長寿命化が可能である。また、主走査方向の照度分布を容易に調整することができる。

前記ＬＥＤ素子から斜めに出射される光のうち、前記リフレクターで反射されない光は、拡散してしまい、必要対象エリアに照射される光が少なくなってしまう。また、照射対象までの距離が長い場合は、更に必要対象エリアに照射される光が少なくなってしまう。この状態で、前記照射対象に照射される光の照度を上げるため、多くの電力をＬＥＤ素子に供給し、ＬＥＤ素子から出射される光の光量を上げることがなされている。
特開２００８−２１６３２２号公報

しかしながら、前記ＬＥＤ素子は過剰な電力が供給されると前記ＬＥＤ素子の温度が上昇しすぎてしまい、温度の上昇によって光量が変化してしまう。また、高温の状態が続くと、使用に伴う劣化が激しくなり、素子の個体差による光の量にばらつきが大きくなる。また、前記蛍光部材も前記ＬＥＤ素子同様、温度が上昇することで光変換効率が低下する。

そこで本発明は、高い集光効果及び放熱効果を得ることができるとともに、小型化及び省エネルギ化することができる線状の照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、基板と、前記基板の実装面に線状に配列実装された複数のＬＥＤ素子と、前記基板の実装面に固定され、前記基板から離れるにしたがって拡大するとともに、前記ＬＥＤ素子から出射された光が通過又は内壁面で反射される孔部を備えたリフレクターと、前記ＬＥＤ素子より出射された光を変換する蛍光部材とを備えた線状照明装置であって、すべての前記ＬＥＤ素子と対向し、前記ＬＥＤ素子の配列方向と直交する方向に光を集光する集光部材を備える。

この構成によると、前記ＬＥＤ素子の配列方向と直交する方向に光を集光することができるので、長手方向の照度むらを発生させることなく、効果的に照度をアップすることが可能である。また、前記ＬＥＤ素子から出射される光を集光させることで必要エリアの照度をアップしているので、ＬＥＤ素子の供給電力を増やして光の量を上げる必要がなく、発熱量を低減することができる。

また、前記集光部材が前記複数のＬＥＤ素子それぞれに備えられるものではないので、製造にかかる手間を省くことができるとともに、効率よく集光させることが可能である。

上記構成において、前記基板が、前記実装面を備える第１平板部と、前記第１平板部の端部を前記ＬＥＤ素子の配列方向と交差する方向に折り曲げて形成される第２平板部とを有していてもよい。

この構成によると、前記基板が前記第１平板部と前記第２平板部とを備える折り曲げ形状で形成されており断面係数が大きく、曲がりにくい基板となる。これにより、前記ＬＥＤ素子の熱によって前記基板と前記リフレクターとの熱ひずみの差が発生した場合でも、前記基板が反ってしまい、光が照射されるエリアが必要エリアよりも大きくなったり、小さくなったりするのを抑制することが可能である。これにより、必要エリアでの照度のばらつきの発生を抑制することができる。

また、基板の第１平板部と第２平板部との角度を変えることで、前記線状照明装置から出射される光が照射対象物に照射される角度を容易に調整することが可能である。前記第２平板部の前記放熱部材への固定は、ねじを利用したもの、部分的に溶着するもの、接着によるもの等、従来良く知られている固定方法で行われるものである。

上記構成において、前記基板が放熱性の高い材料で形成されている場合、前記基板は、他の部分に比べて温度が高くなる部分を該基板の他の部分に比べて薄く形成されていてもよい。また、前記基板が熱容量の大きい材料で形成されている場合、前記基板は、他の部分に比べて温度が高くなる部分を該基板の他の部分に比べて厚く又は幅広く形成されていてもよい。

上記構成において、前記基板には、他の部分に比べて温度が高くなる部分の前記実装面以外の面に放熱部材が取り付けられていてもよい。

上記構成において、前記集光部材はリニアフレネルレンズであってもよく、リニア凸レンズであってもよい。

上記構成において、前記集光部材は前記ＬＥＤ素子と対向する部分に凹部を備えており、前記蛍光部材が前記凹部に前記ＬＥＤ素子と非接触となるように配置されていてもよい。

上記構成において、前記リフレクターは前記集光部材の前記ＬＥＤ素子と対向する面と反対側の面の辺縁部を係合する係合爪有する保持部を備えていてもよい。

上記構成において、前記集光部材は前記リフレクターの孔部の少なくとも一部に嵌入されているものであってもよい。

上記構成において、前記集光部材は、前記リフレクターの外側部に形成された係合凹部と係合する係合爪を有する係合部を備えていてもよい。

上記構成において、前記リフレクターは、前記ＬＥＤ素子の配列方向に２以上に分割されていてもよい。

上記構成において、前記リフレクターは前記基板と対向する面に開口する中空部が形成されており、前記中空部は、前記ＬＥＤ素子に電力を供給するための電線が配置されてもよい。

上記構成の線状照明装置の使用方法として、原稿に光を照射するための照明装置として用いる画像読取装置を挙げることができる。

本発明によると、高い集光効果及び放熱効果を得ることができるとともに、小型化及び省エネルギ化することができる線状の照明装置を提供することができる。

以下に本発明における線状照明装置について図面を参照して説明する。 図１は本発明にかかる線状照明装置の斜視図であり、図２は図１に示す線状照明装置を長手方向に切断した断面図であり、図３は図１に示す線状照明装置の集光部材を取り外した状態の正面図であり、図４は図１に示す線状照明装置を短手方向に切断した断面図である。なお、本実施形態に用いられる線状照明装置はファクシミリ装置やコピー装置、スキャナー装置などに用いられる画像読取装置に用いられる線状照明装置である。

図面に示すように、線状照明装置Ａは、長方形状の実装面を有する基板１と、基板１の実装面に線状に並んで実装されたＬＥＤ素子２と、基板１の実装面に固定され、基板１から離れるにしたがって拡大するテーパー形状の内壁部を有する孔部３１を備えたリフレクター３と、リフレクター３に基板１と所定の距離離れて固定された集光部材４と、ＬＥＤ素子２の発光部より出射されたすべての光が透過できるように配置された蛍光部材５とを備えている。

基板１はガラスエポキシ、銅、アルミ等で形成された直方体形状の基板である。基板１の実装面には、配線パターンが形成されており、配線パターン上、又は基板素地上にＬＥＤ素子２は実装されている。

ＬＥＤ素子２は基板１の実装面の長手方向（主走査方向）に並んで実装されている。ＬＥＤ素子２は電力が供給されることで、発光する半導体素子である。線状照明装置Ａにおいては、ＬＥＤ素子２は青色の波長の光を出射することができる発光素子であるが、それに限定されるものではなく、蛍光部材５と組み合わせて白色光を対象物に照射することができる発光素子を広く採用することが可能である。線状照明装置Ａでは、ＬＥＤ素子２は複数個ずつまとめて配線されているが、それには限定されず、各個別に配線されているものでもよい。

線状照明装置Ａにおいて、リフレクター３は接着にて基板１に固定されている。また、接着以外にも、基板１とリフレクター３とを強固に固定することができる固定方法を広く採用することができる。リフレクター３の孔部３１はＬＥＤ素子２より出射された光を反射可能に形成されている。ＬＥＤ素子２より出射された光の一部は孔部３１の内壁面で反射され、基板１の短手方向（副走査方向）に集光される。リフレクター３はここでは白色の樹脂で形成されているが、これには限定されず、光を反射することができるものを広く採用することができる。図面に示すように孔部３１は主走査方向に伸びるものである。

線状照明装置Ａにおいて、集光部材４はリフレクター３に接着にて固定されている。また、接着以外にも、集光部材４とリフレクター３とが分離しないように固定する固定方法を広く採用することができる。集光部材４は通過する光を副走査方向に集光することができる部材である。図１に示すように、集光部材４は基板１と距離を開けた状態でリフレクター３に固定されている。図２に示すように、集光部材４は主走査方向に延び、主走査方向に配列されたすべてのＬＥＤ素子２の正面側（図２において上方）を覆っている。

線状照明装置Ａにおいて、集光部材４は、主走査方向に溝が形成されたリニアフレネルレンズが用いられている。しかしながら、これに限定されるものではなく、例えば図５に示す線状照明装置Ｂのように、副走査方向にのみ湾曲するリニア凸レンズ４ｂを用いてもよい。集光部材としては、通過する光を副走査方向に集光することができる光学素子を広く採用することが可能である。

線状照明装置Ａは、ＬＥＤ素子２より出射された光が通過するときに変換されて対象物に白色光を照射するものである。ＬＥＤ素子２が青色の波長の光を出射するので、蛍光部材５として、青色光で励起されて黄色系の光を発生する蛍光体を用いたものが採用されている。蛍光部材５はＬＥＤ素子２と密接して配置されている。ＬＥＤ素子２と密接することで、ＬＥＤ素子２から出射された光が蛍光部材５を透過せずに、集光部材４に到達し、対象物に照射する光の青色の成分が多くなるのを抑制することが可能である。

なお、線状照明装置Ａでは、ＬＥＤ素子２が青色の波長の光を出射し、蛍光部材５が黄色の蛍光体を用いたものを採用しているが、必ずしもこの組み合わせでなくても良く、対象物に照射される光が白色光となるような、ＬＥＤ素子２と蛍光部材５との組み合わせや、蛍光部材を用いることなしに波長が異なるＬＥＤ素子の組み合わせ（例えば赤・青・緑の波長のＬＥＤ素子の組み合わせなど）を採用することができる。なお、線状照明装置Ａから出射される白色光に限定されるものではなく、複数の波長の光が混成された白色光以外の混色光であってもよい。

ＬＥＤ素子２は点光源であり、ＬＥＤ素子２より出射される光は発散光であるので、線状照明装置Ａから照射対象物（画像読取装置では原稿）までの長さが長いと、光の照射面積が大きくなるため、照度が低下してしまう。そこで、集光部材４を用いると、線状照明装置Ａから出射される光を副走査方向に集光する又は平行光に近づけることができるので、光の照射面積を小さくすることができる。これにより、光が集中して対象物に照射されるので、ＬＥＤ素子２から出射される光の量を増やすことなく、必要エリアの光の照度を上げることが可能である。

また、ＬＥＤ素子２は駆動されると発熱するものであり、光量が多くなるほど、発熱量は多くなる。線状照明装置Ａでは、ＬＥＤ素子２からの光の量を増加させないことで、ＬＥＤ素子２からの発熱量を抑えることができ、それだけ、ＬＥＤ素子２の温度上昇を低減することが可能である。これにより、ＬＥＤ素子２の温度上昇による輝度の低下、色度の変化等の不具合が発生するのを抑制することが可能である。なお線状照明装置Ｂでも同様の効果を得ることができるが、リニアフレネルレンズを用いた方がリニア凸レンズを用いる場合よりも、集光部材を薄くできるので、線状照明装置を小型化することが可能である。

本発明にかかる線状照明装置の他の例について図面を参照して説明する。図６は本発明にかかる線状照明装置の他の例の断面図である。図６に示す線状照明装置ＣはＬＥＤ素子２の配列の密度が異なる部分があり、その部分で基板１ｃの厚さが異なっている。これ以外の部分は図１等に示す線状照明装置Ａと同じ構成であり、実質上同じ部分には同じ符号が付してあるとともに、同じ部分の説明は省略する。

図６に示すように、基板１ｃに実装されているＬＥＤ素子２は、基板１ｃの両端部において密に（換言すると、隣り合うＬＥＤ素子２の幅が狭く）なるように実装されている。これにより、線状照明装置Ｃより出射される光の照射対象物での照度の分布が両側部で高くなっている。

基板１ｃは熱容量の大きなガラスエポキシ基板である。基板１ｃは熱容量が高くＬＥＤ素子２より放出される熱を蓄積し、外部に放出することができるものである。基板１ｃのようにＬＥＤ素子２が密集して実装された両端部を厚く形成することで、基板１ｃのＬＥＤ素子２が密集して実装されている部分の体積を大きくし、基板１ｃに伝達される体積あたりの熱量を中間部と同じ又は略同じにすることができる。

これにより、基板１ｃはＬＥＤ素子２が駆動しているとき、端部と中間部とで温度が略均一となり、ＬＥＤ素子２の温度による変化がすべてのＬＥＤ素子２で略同じとなる。これにより、線状照明装置Ｃの主走査方向の温度による輝度むらの発生を抑制することが可能である。また、ＬＥＤ素子２の温度が同じ又は略同じなので、基板１ｃ上に実装されたＬＥＤ素子２の劣化も均等に発生する。これにより、劣化によって輝度むらが発生するのも抑制することが可能である。

本発明にかかる線状照明装置の他の例について図面を参照して説明する。図７は本発明にかかる線状照明装置の他の例の断面図である。図７に示す線状照明装置ＤはＬＥＤ素子２の配列の密度が異なる部分があり、その部分で基板１ｄの厚さが異なっている。これ以外の部分は図１等に示す線状照明装置Ａと同じ構成であり、実質上同じ部分には同じ符号が付してあるとともに、同じ部分の説明は省略する。

図７に示すように、基板１ｄに実装されているＬＥＤ素子２は、基板１ｄの両端部において密に（換言すると、隣り合うＬＥＤ素子２の幅が狭く）なるように実装されている。これにより、線状照明装置Ｄより出射される光の照射対象物での照度の分布が両側部で高くなっている。

基板１ｄは放熱性の優れた銅、アルミ等の金属を用いた基板である。基板１ｄは放熱性が高くＬＥＤ素子２より伝達された熱を効果的に、外部に放出することができるものである。基板１ｄのようにＬＥＤ素子２が密集して実装された両端部を薄く形成することで、基板１ｄのＬＥＤ素子２が密集して実装されている部分は、中間部に比べて、伝達された熱を早急に排出することができる。

これにより、基板１ｄはＬＥＤ素子２が駆動しているとき、端部と中間部とで温度が略均一となり、ＬＥＤ素子２の温度による変化がすべてのＬＥＤ素子２で略同じとなる。これにより、線状照明装置Ｄの主走査方向の温度による輝度むらの発生を抑制することが可能である。また、ＬＥＤ素子２の温度が同じ又は略同じなので、基板１ｄ上に実装されたＬＥＤ素子２の劣化も均等に発生する。これにより、劣化によって輝度むらが発生するのも抑制することが可能である。

本発明にかかる線状照明装置の他の例について図面を参照して説明する。図８は本発明にかかる線状照明装置の他の例の背面図である。図８に示す線状照明装置ＥはＬＥＤ素子２の配列の密度が異なる部分があり、その部分に放熱部材６が取り付けられている。これ以外の部分は図１等に示す線状照明装置Ａと同じ構成であり、実質上同じ部分には同じ符号が付してあるとともに、同じ部分の説明は省略する。

基板１ｅは熱容量が高くＬＥＤ素子２より放出される熱を蓄積し、外部に放出することができるものである。基板１ｅのようにＬＥＤ素子２が密集して実装された両端部に放熱部材６を取り付けることで、ＬＥＤ素子２が密集実装されている部分の熱を効率よく取り除くことができ、この部分の温度を低減することができる。これにより、基板１ｅの温度分布を均一又は略均一にすることが可能である。

これにより、基板１ｅはＬＥＤ素子２が駆動しているとき、端部と中間部とで温度が略均一となり、ＬＥＤ素子２の温度による変化がすべてのＬＥＤ素子２で略同じとなる。これにより、線状照明装置Ｅの主走査方向の温度による輝度むらの発生を抑制することが可能である。また、ＬＥＤ素子２の温度が同じ又は略同じなので、基板１ｅ上に実装されたＬＥＤ素子２の劣化も均等に発生する。これにより、劣化によって輝度むらが発生するのも抑制することが可能である。放熱部材６として、ここではグラファイトシートを挙げることができる。

尚、放熱部材６を、基板１ｅの裏面全面に取り付けることもできる。このように放熱部材６を基板１ｅの裏面全面に取り付けることによって、基板１ｅ全体の温度差を少なくすることが可能となる。

本発明にかかる線状照明装置のさらに他の例について図面を参照して説明する。図９は本発明にかかる線状照明装置のさらに他の例の集光装置を取り外した状態の正面図であり、図１０は図９に示す線状照明装置の長手方向に切断した断面図であり、図１１は図９に示す線状照明装置をＳ１１線で切断した断面図であり、図１２は図９に示す線状照明装置をＳ１２線で切断した断面図である。なお、線状照明装置Ｆは、各ＬＥＤ素子２ごとに、孔部３１ｆが形成されているリフレクター３ｆを備えている以外は、線状照明装置Ａと同じ構成を有するものであり、実質上同じ部分には同じ符号が付してある。また、同じ部分の説明は省略する。

図９に示すように、リフレクター３ｆは基板１の実装面に配置したとき、ＬＥＤ素子２と重なる部分に、各ＬＥＤ素子２が独立して配置されるように、孔部３１ｆが形成されているものである。また、図１０、図１１、図１２に示すように、孔部３１ｆは基板１と接触している部分より所定の高さまでは円錐台状の内面部３２ｆを有している。その後、大きな集光能力が必要な副走査方向の斜面部３３ｆの傾きは円錐台状の内面部３２ｆと同じ傾斜角θ１を有している（図１１、図１２参照）。また、大きな集光能力が必要でない主走査方向の斜面部３４ｆの傾きは円錐台状の内面の傾斜角θ１よりもゆるい傾斜角θ２で傾斜しており、途中で隣の円錐台状の内面部３２ｆより、主走査方向に傾斜している傾斜面と突き当たる（図１０参照）。

これにより、ＬＥＤ素子２より出射された光は、主走査方向にもわずかに集光される。ＬＥＤ素子２から出射された光が、主走査方向にも集光されることで、照射対象物上での主走査方向の照度分布を必要とする分布にすることが可能である。なお、円錐台状の内面よりも基板から遠い副走査方向の斜面部３３ｆは、円錐台状の内面部３２ｆの傾斜角θ１よりもゆるい角度としてもよい。副走査方向の傾斜角を小さくすることで、リフレクター３ｆの長さを小さくすることができ、それだけ、線状照明装置Ｆを小型化することが可能である。なお、傾斜角θ２は０度であってもよい。また、孔部３１ｆに配置されるＬＥＤ素子２は、１個に限らず複数個であっても良い。

本発明にかかる線状照明装置の他の例について図面を参照して説明する。図１３は本発明にかかる線状照明装置を長手方向に切断したときの断面図である。図１３に示す線状照明装置Ｇは、リフレクター３ｇ、集光部材４ｇ及び蛍光部材５ｇが異なる以外は、線状照明装置Ａと同じ構成を有しており、実質上同じ部分には同じ符号が付してある。また、実質上同じ部分の説明は省略する。

図１３に示すように、リフレクター３ｇは基板１に実装されているＬＥＤ素子２ごとに孔部３１ｇを備えている。また、ＬＥＤ素子２はリフレクター３ｇによって隣り合うＬＥＤ素子２と完全に分離されて配置されている。

集光部材４ｇのリフレクター３ｇに固定される面には、孔部３１ｇの集光部材４ｇ側の開口よりも大きな形状の凹部４１ｇが形成されており、凹部４１ｇの内部に蛍光部材５ｇが固定されている。これにより、ＬＥＤ素子２より出射された光は、蛍光部材５ｇを通って集光部材４ｇに入射されるので、蛍光部材５ｇを通らず、白色光に変換されない光が外部に漏洩するのを抑制することができる。

また、ＬＥＤ素子２と蛍光部材５ｇとの間に空間が形成されるので、ＬＥＤ素子２から発せられた熱によって、蛍光部材５ｇが高温となるのを抑制することが可能である。これにより、ＬＥＤ素子２よりも熱による蛍光部材５ｇの光変換効率の低下を抑制することが可能である。また、通常蛍光部材５ｇはＬＥＤ素子２よりも熱による劣化が大きい。蛍光部材５ｇをＬＥＤ素子２から離して取り付けることで、蛍光部材５ｇの熱による劣化の度合いを調整し、ＬＥＤ素子２の熱による劣化と同じ又は略同じ速度で劣化するように調節することができる。これにより、ＬＥＤ素子２と蛍光部材５ｇとの熱による経時劣化によって発生するむらを低減することができる。

なお、図１４に示されるように、リフレクター３ｇが主走査方向に２以上に分割されていてもよい。このように、主走査方向に分割されていることで、基板１とリフレクター３ｇ及びリフレクター３ｇと集光部材４ｇとの熱ひずみの差によって、線状照明装置Ｇが主走査方向に反るのを抑制することができる。これにより、対象物上での照射面積が減少したり、照射面積が大きくなって照度が低下したりする不具合を抑制することが可能である。

本発明にかかる線状照明装置の他の例について図面を参照して説明する。図１５は本発明にかかる線状照明装置の他の例の短手方向に切断した断面図である。図１５に示す線状照明装置Ｈは、リフレクター３ｈ及び集光部材４ｈが異なる以外は線状照明装置Ａと同じ構成を有しているものであり、実質上同じ部分には同じ符号が付してある。なお、実質上同じ部分の説明は省略する。

図１５に示すように、リフレクター３ｈは断面三角形状をＬＥＤ素子２を挟んで対称に配置した形状を有している。リフレクター３ｈの孔部３１ｈの基板１と遠い側の開口部に側部がリフレクター３ｈの孔部３１ｈと沿うように形成されている集光部材４ｈが挿入固定されている。集光部材４ｈがリフレクター３ｈの孔部３１ｈの内部に挿入配置されることで、集光部材をリフレクターの外部に配置したときの、側壁部より光が漏洩してしまうのを抑制することができ、より効果的に照度を高めることが可能である。また、集光部材４ｈがリフレクター３ｈの孔部３１ｈに挿入配置されていることで、線状照明装置Ｈを小型化することが可能である。

本発明にかかる線状照明装置の他の例について図面を参照して説明する。図１６は本発明にかかる線状照明装置の他の例の短手方向に切断した断面図である。図１６に示す線状照明装置Ｉは、リフレクター３ｉ及び電線７が異なる以外は線状照明装置Ａと同じ構成を有しているものであり、実質上同じ部分には同じ符号が付してある。なお、実質上同じ部分の説明は省略する。

図１６に示すように、リフレクター３ｉには、基板１側に開口した空洞部３５ｉが形成されており、空洞部３５ｉの内部には、ＬＥＤ素子２に電力を供給するための、電線７が配置されている。このように、電線７をリフレクター３ｉ内部に配置することで、線状照明装置Ｉを小型化することが可能である。なお、図１６では、カソード側の電線７が各ＬＥＤ素子２で共通である例を示しているが、アノード側が共通であるものであってもよい。

本発明にかかる線状照明装置の他の例について図面を参照して説明する。図１７は本発明にかかる線状照明装置の他の例の短手方向に切断した断面図である。図１７に示す線状照明装置Ｊはリフレクター３ｊ及び集光部材４ｊが異なる以外は線状照明装置Ａと同じ構成を有しているものであり、実質上同じ部分には同じ符号が付してある。なお、実質上同じ部分の説明は省略する。

図１７に示すように、リフレクター３ｊは線状照明装置Ｊの副走査方向外側に露出した面に、係合凹部３６ｊを備えている。そして、集光部材４ｊはリフレクター３ｊを覆うように形成されており、係合凹部３６ｊと係合される係合爪を有する係合部４３ｊが備えられている。係合部４３ｊが係合凹部３６ｊに係合されることで、集光部材４ｊがリフレクター３ｊと連結固定される。このように、接着剤を用いずにリフレクター３ｊと集光部材４ｊとを連結固定することで、各部材の熱ひずみの差が出た場合でも、その変形によるせん断応力が発生しないので、線状照明装置Ｊが反るのを抑制することができる。また、係合凹部が基板に形成されており、係合部４３ｊが基板に形成された係合凹部と係合されるようにしてもよい。さらに、基板の実装面と反対側の面の辺縁部と係合されるように形成されていてもよい。

なお、図１８に示すように、リフレクター３ｊに係合爪を有する係合部３７ｊを形成しておき、集光部材４ｊの基板１と対抗している面と反対側の面の辺縁部を係合保持するようにしてもよい。このように形成することで、係合部を係合させるための係合凹部を形成しなくても良く、それだけ、製造の手間が省ける。変形させたくない集光部材を変形させることなく、保持することができるので、集光性が低下するのを抑制することができる。

本発明にかかる線状照明装置の他の例について図面を参照して説明する。図１９は本発明にかかる線状照明装置の他の例の短手方向に切断した断面図である。図１９に示す線状照明装置Ｈは基板１Ｈが異なり、以外は線状照明装置Ａと同じ構成を有しているものであり、実質上同じ部分には同じ符号が付してある。なお、実質上同じ部分の説明は省略する。

図１９に示すように、線状照明装置Ｈの基板１ｈは第１平板部１１ｈと、第１平板部１１ｈの端部を主走査方向と平行な稜線が形成されるように折り曲げられて形成された第２平板部１２ｈとを有している。第２平板部１２ｈは第１平板部１１ｈに対して角度γ傾いている。第１平板部１１ｈには実装面が形成されており、第１平板部１１ｈには、ＬＥＤ素子２、リフレクター３、集光部材４が配置されている。

基板１ｈは副走査方向に折り曲げられた第２平板部１２ｈが形成されているので、平板状の基板（例えば、線状照明装置Ａで用いられている基板１）に比べて、断面係数が大きく、基板１ｈは平板状の基板に比べて、主走査方向に曲がりにくい基板である。このことにより、ＬＥＤ素子２からの熱によって基板１ｈとリフレクター３との熱ひずみが異なる場合であっても基板１ｈが曲がりにくい。

これにより、線状照明装置Ｈから出射される光が照射されるエリアが小さくなったり、大きくなったりするのを抑制することができ、光が照射されるエリアの照度にむらが出るのを抑制することが可能である。また、基板１ｈは構造上変形し（曲げ）にくいので、基板１ｈを薄く形成することが可能である。

図２０は図１９に示す線状照明装置を画像読取装置に取り付けたときの線状照明装置の側断面図である。図２０に示すように、線状照明装置Ｈは、基板１ｈの第２平板部１２ｈを画像読取装置Ｓｃの構造体Ｆ１にねじＢｔによって固定されている。構造体Ｆ１は、放熱性の良い部材が良く、例えばアルミの放熱板でも良い。

図２０に示すように、画像読取装置Ｓｃの原稿Ｓｔが第２平板部１２ｈと平行である場合、線状照明装置Ｈから照射される光は、原稿Ｓｔに対して、角度γで照射される。第１平板部１１ｈと第２平板部１２ｈとがなす角度γを変更することで、原稿Ｓｔに照射される光の照射角度を任意に変更することができる。また、第２平板部１２ｈを構造体Ｆｌに固定するので、固定にＬＥＤ素子２、リフレクター３及び集光部材４が邪魔にならず、それだけ、簡単且つ容易に着脱が可能である。

本発明にかかる照明装置を用いた画像読取装置の動作について図面を参照して説明する。図２１は図２０に示す画像読取装置の画像読み取り状態を示す概略図である。なお、図２１では、画像読取装置Ｓｃの下面側から見た図である。図２１に示すように、画像読取装置Ｓｃは原稿Ｓｔに形成されている画像に光を照射する線状照明装置Ｈと、線状照明装置Ｈより光が照射されている部分の画像を結像するための結像レンズＬｓと、結像レンズＬｓで結像された画像を読み取る撮像素子Ｐｄとを備えている。

線状照明装置Ｈより照射される光は、照射対象物に線状に照射されるものである。線状照明装置Ｈより光が照射されている状態で、原稿Ｓｔを副走査方向に移動させる。このとき、光が照射された部分の画像が結像レンズＬＳで撮像素子Ｐｄに結像される。撮像素子Ｐｄで画像読み取られ、図示を省略した記憶部に記憶される。原稿Ｓｔが副走査方向に移動するのにあわせて、原稿Ｓｔの光が照射される部分が変化していく。この変化に伴う画像を撮像素子Ｐｄを用いて逐次読取り、読み取られた画像をつなぎ合わせてもとの画像が記憶部に記憶される。図２１に示す画像読取装置において、照明装置として、線状照明装置Ｈを用いているが、それに限定されるものではなく、上述の各実施形態で示した線状照明装置を用いることができる。

また、本発明にかかる線状照明装置は、画像読取装置だけでなく、線状の光源が用いられる装置（例えば、看板、標識の照明、空間を照らす照明装置等）に広く採用することが可能である。

上記実施形態の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

本発明は、線状の光を照射する照明装置として採用することができる。特に、照射対象物である原稿に線状の照度の高い光を照射する必要がある画像読取装置に用いることが可能である。

は、本発明にかかる線状照明装置の斜視図である。 は、図１に示す線状照明装置を長手方向に切断した断面図である。 は、図１に示す線状照明装置を短手方向に切断した断面図である。 は、図１に示す線状照明装置の集光部材を取り外した状態の正面図である。 は、本発明にかかる線状照明装置の他の例の斜視図である。 は、本発明にかかる線状照明装置の他の例の断面図である。 は、本発明にかかる線状照明装置の他の例の断面図である。 は、本発明にかかる線状照明装置の他の例の断面図である。 は、本発明にかかる線状照明装置のさらに他の例の集光装置を取り外した状態の正面図である。 は、図９に示す線状照明装置の長手方向に切断した断面図である。 は、図９に示す線状照明装置をＳ１１線で切断した断面図である。 は、図９に示す線状照明装置をＳ１２線で切断した断面図である。 は、本発明にかかる線状照明装置を長手方向に切断したときの断面図である。 は、本発明にかかる線状照明装置を長手方向に切断したときの断面図である。 は、本発明にかかる線状照明装置の他の例の短手方向に切断した断面図である。 は、本発明にかかる線状照明装置の他の例の短手方向に切断した断面図である。 は、第本発明にかかる線状照明装置の他の例の短手方向に切断した断面図である。 は、本発明にかかる線状照明装置の他の例の短手方向に切断した断面図である。 は、本発明にかかる線状照明装置の他の例の短手方向に切断した断面図である。 は、図１９に示す線状照明装置を画像読取装置に取り付けたときの線状照明装置の側断面図である。 は、画像読取装置の概略配置図である。

符号の説明

Ａ〜Ｊ 線状照明装置
１ 基板
２ ＬＥＤ素子
３ リフレクター
４ 集光素子
５ 蛍光部材
６ 放熱部材
７ 電線

Claims (14)

1. 基板と、
   前記基板の実装面に線状に配列実装された複数のＬＥＤ素子と、
   前記基板の実装面に固定され、前記基板から離れるにしたがって拡大するとともに、前記ＬＥＤ素子から出射された光が通過又は内壁面で反射される孔部を有するリフレクターと、
   前記ＬＥＤ素子より出射された光の波長を変換する蛍光部材とを備えた線状照明装置であって、
   すべての前記ＬＥＤ素子と対向し、前記ＬＥＤ素子の配列方向と直交する方向に光を集光する集光部材が備えられており、
   前記基板が、前記実装面の温度が面内で均一化されるように前記基板の他の部分に比べて温度の高い部分に形成された均一化部を備えていることを特徴とする線状照明装置。
2. 前記基板が、
   前記実装面を備える第１平板部と、
   前記第１平板部の端部を前記ＬＥＤ素子の配列方向と交差する方向に折り曲げて形成した第２平板部とを有している請求項１に記載の線状照明装置。
3. 前記基板が放熱性の高い材料で形成されている場合、前記均一化部は、前記基板の他の部分に比べて薄く形成された部分である請求項１または請求項２に記載の線状照明装置。
4. 前記基板が熱容量の大きい材料で形成されている場合、前記均一化部は、前記基板の他の部分に比べて厚く形成された部分である請求項１または請求項２に記載の線状照明装置。
5. 前記均一化部は、放熱部材が備えられている請求項１から請求項４のいずれかに記載の線状照明装置。
6. 前記集光部材はリニアフレネルレンズである請求項１から請求項５のいずれかに記載の線状照明装置。
7. 前記集光部材はリニア凸レンズである請求項１から請求項５のいずれかに記載の線状照明装置。
8. 前記集光部材は前記ＬＥＤ素子と対向する部分に凹部を備えており、
   前記蛍光部材が前記凹部に前記ＬＥＤ素子と非接触となるように配置されている請求項１から請求項７のいずれかに記載の線状照明装置。
9. 前記リフレクターは前記集光部材の前記ＬＥＤ素子と対向する面と反対側の面の辺縁部を係合する係合爪を有する保持部を備えている請求項１から請求項８のいずれかに記載の線状照明装置。
10. 前記集光部材は前記リフレクターの孔部の少なくとも一部に嵌入されている請求項１から請求項９のいずれかに記載の線状照明装置。
11. 前記集光部材は、前記リフレクターの外側部に形成された係合凹部と係合する係合爪を有する係合部を備えている請求項１から請求項８のいずれかに記載の線状照明装置。
12. 前記リフレクターは、前記ＬＥＤ素子の配列方向に２以上に分割されている請求項１から請求項１２のいずれかに記載の線状照明装置。
13. 前記リフレクターは前記基板と対向する面に開口する中空部が形成されており、前記中空部は、前記ＬＥＤ素子に電力を供給するための電線が配置される空間である請求項１から請求項１２のいずれかに記載の線状照明装置。
14. 請求項１から請求項１３のいずれかに記載の線状照明装置を、原稿に光を照射するための照明装置として用いることを特徴とする画像読取装置。

Images