JP3666969B2

JP3666969B2 - Image reading apparatus and light source unit

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Publication number: JP3666969B2
Application number: JP02248796A
Authority: JP
Inventors: 達人川合
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-02-08
Filing date: 1996-02-08
Publication date: 2005-06-29
Anticipated expiration: 2016-02-08
Also published as: JPH09214675A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばファクシミリやスキャナ等に用いられる画像読取装置及びその照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からファクシミリ装置や電子複写機のような、文書、書籍などの画像情報を電気的に取り込んで処理する画像読取装置の原稿照明用光源として、図４０に示すようなＬＥＤチップを用いたものが広く用いられている。
【０００３】
ＬＥＤ基板５０上に配置された複数のＬＥＤチップ６０から照射された光は、原稿１０を照射する。そして、原稿からの反射光は等倍光学系１１によりセンサ基板１４に配置されたセンサ１２上に結像され画像信号に変換される。
【０００４】
このような照明装置は、画像情報のモノクロ読み取りを目的としたもので、赤なら赤の発光波長のＬＥＤチップだけ、緑なら緑の発光波長のＬＥＤチップだけを複数個同一基板に実装したＬＥＤアレイと呼ばれるものが用いられてきた。このタイプの光源は、ＬＥＤチップを画像読み取り幅（Ａ４サイズなら２１６ｍｍ、Ｂ４なら２５６ｍｍ）程度の長さに亘って照明ムラを生じないだけの十分に細かいピッチで（通常１０ｍｍ以下）複数個（通常２０個以上）並べた構造となっている。
【０００５】
また近年では、パーソナルコンピュータの普及により、画像情報をイメージスキャナで一旦コンピュータに取り込んで、カラーディスプレイに表示して処理するという使い方が増えてきている。。さらに、インクジェットプリンタのように手軽にカラー画像を出力できる安価な装置も普及してきている。この結果、画像情報をカラー画像として取り込むことが必須の条件となりつつある。
【０００６】
これら画像情報をカラー画像として取り込みカラー画像読取装置における照明装置としては、従来は、蛍光管等の放電管が主に用いられてきた。これは、画像のカラー読み取りのためには白色の光源か、赤色、青色、緑色の三色の光源が必要である。最も簡単に白色の光源、あるいは三色の光源を得るためには、蛍光管等の放電管を用いればよい。しかし、大きさ、コスト、消費電力等の点では、モノクロ読み取り用に多く用いられているＬＥＤの方が有利である。
【０００７】
画像のカラー読み取りをＬＥＤを光源として実現するためには、赤色、青色、緑色の三色のＬＥＤが必要である。赤色ＬＥＤ、緑ＬＥＤは、従来から比較的高輝度のものが実用化されていたが、青色ＬＥＤははるかに暗いものしかなく、これがＬＥＤを光源としたカラー読み取りを実用化するのを妨げていた。しかし、青色ＬＥＤに関しても飛躍的に高輝度のものが近年開発されている。
【０００８】
ＬＥＤを用いて画像読取装置に必要な線状の照明を得るには、ＬＥＤチップを多数並べてＬＥＤアレイとするほかに、図４１に示すように特殊な光学部材を用いて少数のＬＥＤから発せられた光束を線状に展開する方法が提案されている。このような光源を図４２に詳細に示す。図４２において、ＬＥＤチップを金属製のリード上にボンディングし、その部分を透明な樹脂でレンズ状に封止して作ったＬＥＤランプ１から発せられた光は、断面が円形である例えばアクリル樹脂等の透光性部材でつくられた導光体３を伝播する光束は、反射領域５により反射、散乱され、導光体３の外側に取り出される。ここで反射領域５は、導光体３の表面を微小な鋸歯状の形状とすることで形成されている。
【０００９】
導光体３の入射面側と反対側の終端部には、反射面６が設けられている。この反射面６は、導光体３自身の終端部の表面にアルミ等の金属を蒸着したり、或は、光拡散反射性の塗料を塗布することで構成されるが、別部材として設ける場合もある。
【００１０】
このような構成によりＬＥＤランプ１より発せられ、導光体３の入射面４より導光体３内に入射された光束Ｌは、導光体３の内面で反射を繰り返してその内部を伝播し、入射面４の反対側の面まで到達し、そこでまた反射されて導光体３の内部を伝播する。そして反射を繰り返す内に上記反射領域５に光が入射されると、光束はそこで反射され、領域５と対向する側を射出面として外部に光を射出する。
【００１１】
図４３は、図４２に示した構成をカラーに応用したものである。図４３において、ＬＥＤチップ１は、お互いに異なる発光波長を有する複数のＬＥＤチップを金属製のリードの上にボンディングし、その部分を透明な樹脂でレンズ状に封止されている。このＬＥＤランプ１の拡大図を図４４（ａ），（ｂ）に示す。図４（ａ）に示したそれぞれの発光波長の異なる赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光波長のＬＥＤチップ１ａ，１ｂ，１ｃを内蔵するタイプ２は、フルカラー読み取りに対応しており、必ずしもフルカラー読み取りが必要でなく、単に赤色の印鑑や朱書き等を区別すれば良いような場合には、図４６（ｂ）に示したタイプ１を用いればよい。このような方法を用いれば、少数のＬＥＤランプを用いて、十分長い有効長を均一に照明することができる。高価な高輝度青色ＬＥＤを用いても、多数のＬＥＤを用いたものに比べて、安価なカラー画像読み取り光源を構成することが可能となる。
【００１２】
しかしながら、このように導光体の片側の端面のみに光源を設ける方法では、図４５に示すように光源のある端面側が明るく、反射面のあるもう一つの端面側はそれに比べて暗くなりやすい。このため照明ムラが大きくなる傾向がある。また、光源が片側の端面にしか設けられないために、全体の光量を大きくできないという欠点がある。このような欠点を解消するためには、図４６に示したようにＬＥＤランプを導光体の両端に設ける方法があり、ＬＥＤランプの数が多い分だけ、より多くの光量を得ることができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したように光源を導光体の両端に設けた場合、光源を導光体の片側に設ける方法では生じなかった問題が生じる。光源を導光体の片側のみに設ける方法では、照明ムラの形状は導光体の形状や光源の位置、受光面の位置等の幾何学的条件でほぼ決まってしまい、光源の発光量には依存しない。しかし光源を導光体の両端に設けた場合は、図４７に示したように両端の光源の発光量のバランスによって照明ムラの形状が変化してしまうという問題がある。
【００１４】
両端にＬＥＤランプを設けた図４６のカラー読み取り用光源の場合、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれの色の照明ムラを少なくするためには、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色において、両端のＬＥＤチップから発する光量が等しいことが望ましい。そのためには、ＬＥＤチップに流す電流値を両端の各色のＬＥＤチップそれぞれに対して個別に調整し、それらの発光量を合わせるという非常に繁雑な作業を行う必要があり、生産性を低下させていた。また、図４８に示すように調整のための機構（例えば可変抵抗器）が両端のＲ，Ｇ，Ｂの分、すなわち６セット必要となり、コストアップにつながるという問題があった。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、請求項１に記載の画像読取装置では、複数の光源と、前記複数の光源を両端部に有し光源から発せられた光を長手方向に導光することで被写体を照射する導光手段と、前記導光手段により照射された被写体からの光を画像信号に変換する光電変換手段とを有し、前記複数の光源は、前記導光手段を挟んで長手方向の一方の端と、もう一方の端に分けて配置されているとともに、異なる発光特性を有する複数の光源のなかから発光特性の近似した光源を抽出し、前記導光手段の両端部にそれぞれ抽出された光源を配置するとともに、前記両端部の一方に配置された光源と、もう一方に配置された光源とを直列に接続したことにより前記被写体の照射状態を均一化したことを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の画像読取装置では、請求項１に記載の装置において、前記導光手段の両端部にそれぞれ略同一の発光効率を有する光源を配置したことを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の画像読取装置では、請求項１に記載の装置において、前記導光手段の両端部にそれぞれ略同一の発光量を有する光源を配置したことを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の画像読取装置では、請求項１に記載の装置において、前記直列に接続した光源を同じ電源に接続したことを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の画像読取装置では、請求項４に記載の装置において、前記同じ電源に接続した光源を同じ抵抗に接続したことを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の画像読取装置では、請求項５に記載の装置において、前記抵抗は、可変抵抗であることを特徴とする。
【００２１】
請求項７に記載の画像読取装置では、請求項１に記載の装置において、前記導光手段を光透過性樹脂で形成したことを特徴とする。
【００２２】
請求項８に記載の画像読取装置では、請求項１に記載の装置において、前記複数の光源を、複数の異なる分光特性を有するものから構成したことを特徴とする。
【００２３】
請求項９に記載の画像読取装置では、請求項８に記載の装置において、前記導光手段の両端部にそれぞれ異なる分光特性を有する光源を複数配置したことを特徴とする。
【００２４】
請求項１０に記載の画像読取装置では、請求項８または９に記載の装置において、前記導光手段の両端部において同じ分光特性を有する光源どうしが略同一の発光効率を有するように配置したことを特徴とする。
【００２５】
請求項１１に記載の画像読取装置では、請求項８乃至１０に記載の装置において、前記同じ分光特性を有する光源は、同時に点灯可能にしたことを特徴とする。
【００２６】
請求項１２に記載の画像読取装置では、請求項８乃至１０に記載の装置において、前記異なる分光特性を有する複数の光源は、各々独立して点灯可能としたことを特徴とする。
【００２７】
請求項１３に記載の画像読取装置では、請求項１２に記載の装置において、前記異なる分光特性を有する複数の光源を順次点灯可能にしたことを特徴とする。
【００２８】
請求項１４に記載の画像読取装置では、請求項８乃至１３に記載の装置において、前記複数の光源は、赤、緑、青の分光特性を有する光源を含むことを特徴とする。
【００２９】
請求項１５に記載の画像読取装置では、請求項１乃至１４に記載の装置において、前記複数の光源は、ＬＥＤを含むことを特徴とする。
【００３０】
請求項１６に記載の画像読取装置では、請求項１乃至１５において、前記導光手段は、前記被写体をライン状に照射し、前記光電変換手段は、ラインセンサであることを特徴とする。
【００３１】
請求項１７に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、複数の光源と、前記複数の光源を両端部に有し光源から発せられた光を長手方向に導光することで被写体を照射する導光手段とを有し、前記複数の光源は、前記導光手段を挟んで長手方向の一方の端と、もう一方の端に分けて配置されているとともに、異なる発光特性を有する複数の光源のなかから発光特性の近似した光源を抽出し、前記導光手段の両端部にそれぞれ抽出された光源を配置するとともに、前記両端部の一方に配置された光源と、もう一方に配置された光源とを直列に接続したことにより前記被写体の照射状態を均一化したことを特徴とする。
【００３２】
請求項１８に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項１７に記載の光源ユニットにおいて、前記導光手段の両端部にそれぞれ略同一の発光効率を有する光源を配置したことを特徴とする。
【００３３】
請求項１９に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項１７に記載の光源ユニットにおいて、前記導光手段の両端部にそれぞれ略同一の発光量を有する光源を配置したことを特徴とする。
【００３４】
請求項２０に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項１７に記載光源ユニットにおいて、前記直列に接続した光源を同じ電源に接続したことを特徴とする。
【００３５】
請求項２１に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項２０に記載の光源ユニットにおいて、前記同じ電源に接続した光源を同じ抵抗に接続したことを特徴とする。
【００３６】
請求項２２に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項２１に記載の光源ユニットにおいて、前記抵抗は、可変抵抗であることを特徴とする。
【００３７】
請求項２３に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項１７に記載の光源ユニットにおいて、前記導光手段を光透過性樹脂で形成したことを特徴とする。
【００３８】
請求項２４に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項１７に記載の光源ユニットにおいて、前記複数の光源を、複数の異なる分光特性を有するものから構成したことを特徴とする。
【００３９】
請求項２５に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項２４に記載の光源ユニットにおいて、前記導光手段の両端部にそれぞれ異なる分光特性を有する光源を複数配置したことを特徴とする。
【００４０】
請求項２６に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項２４または２５に記載の光源ユニットにおいて、前記導光手段の両端部において同じ分光特性を有する光源どうしが略同一の発光効率を有するように配置したことを特徴とする。
【００４１】
請求項２７に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項２４乃至２６に記載の光源ユニットにおいて、前記同じ分光特性を有する光源は、同時に点灯可能にしたことを特徴とする。
【００４２】
請求項２８に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項２４乃至２６に記載の光源ユニットにおいて、前記異なる分光特性を有する複数の光源は、各々独立して点灯可能としたことを特徴とする。
【００４３】
請求項２９に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項２８に記載の光源ユニットにおいて、前記異なる分光特性を有する複数の光源を順次点灯可能にしたことを特徴とする。
【００４４】
請求項３０に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項２４乃至２９に記載の光源ユニットにおいて、前記複数の光源は、赤、緑、青の分光特性を有する光源を含むことを特徴とする。
【００４５】
請求項３１に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項１７乃至３０に記載の光源ユニットにおいて、前記複数の光源は、ＬＥＤを含むことを特徴とする。
【００４６】
請求項３２に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項１７乃至３１において、前記導光手段は、前記被写体をライン状に照射することを特徴とする。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明を実施した実施の形態について説明する。
【００４８】
《第１の実施の形態》
図１に本発明の第１の実施の形態における画像読取装置の構成図を示す。図１において、光源ユニットを構成するＬＥＤランプ１，２から照射され導光体３により導光され反射した光９が原稿１０をライン状に照射する。原稿１０からの反射光は、等倍光学系１１により基板１３上に形成されたラインセンサ１２上に結像され、画像信号に変換される。
【００４９】
次に図２に、図１に示した画像読取装置に用いられる光源ユニットの構成を説明する。
【００５０】
図２において、お互いに異なる発光波長を有する複数のＬＥＤチップを金属製のリード上にボンディングし、その部分を透明な樹脂でレンズ状に封止してひとつのユニットとしたＬＥＤランプ１，２が、導光体３の両端にそれぞれ１個設けられている。
【００５１】
導光体３は、断面が円形で、例えばアクリル樹脂等の透光性部材でつくられており、ＬＥＤランプ１または２から発せられた光束が導光体３に入射する入射面４１，４２、導光体３を伝播する光束を反射・散乱し導光体３の外側に取り出すための反射領域５を有している。この反射領域５は、本実施の形態では、透光性部材３の表面を微小な鋸歯状の形状として、さらにその上にアルミの蒸着を行うことで形成される。
【００５２】
ＬＥＤランプ１及び２より発せられ、導光体３の入射面４１及び４２より導光体３内に入射された光束は、導光体３の内面で反射を繰り返してその内部を伝播する。そして、反射を繰り返すうちに上記反射領域５に入射すると光束はそこで反射し、該領域５と対向する側を射出面として外部に光を射出する。
【００５３】
次に、ＬＥＤランプ１の拡大図を図３に示す。発光波長の異なる赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの発光波長のＬＥＤチップ１ａ，１ｂ，１ｃ及び２ａ，２ｂ，２ｃが設けられている。本実施の形態においては、導光体３の異なる端部に配された各々の発光波長の光源であるＬＥＤチップ１ａ，１ｂ，１ｃ及び２ａ，２ｂ，２ｃは、同じ発光波長の光源どうし、すなわち赤色ＬＥＤチップ１ａと２ａ、緑色ＬＥＤチップ１ｂと２ｂ、青色ＬＥＤチップ１ｃと２ｃが、それぞれお互いに近接した発光効率を有するように構成されている。これについては、後で詳述する。
【００５４】
図４は、本実施の形態における各ＬＥＤチップの結線図である。図中ＬＥＤチップ１ａ，１ｂ，１ｃ及び２ａ，２ｂ，２ｃは、それぞれ図３に示したＬＥＤチップと同じである。ここで、導光体３の異なる端部に配された同じ発光波長の光源どうし、すなわち１ａと２ａ、１ｂと２ｂ、１ｃと２ｃは、互いに直列に接続されており、さらにそれぞれに可変抵抗ＶＲａ，ＶＲｂ，ＶＲｃが直列に挿入されている。また、異なる発光波長の光源どうし、すなわち１ａ，２ａと１ｂ，２ｂ、１ｂ，２ｂと１ｃ，２ｃ、１ｃ，２ｃと１ａ，２ａは、それぞれ互いに並列に接続されている。
【００５５】
このように同じ発光波長の光源どうしが直列に接続されているために、電源Ｓに接続されたときに１ａと２ａには電流Ｉａが、１ｂと２ｂには電流Ｉｂが、１ｃと２ｃには電流Ｉｃがそれぞれ流れるようになっている。また、１ａと２ａ、１ｂと２ｂ、１ｃと２ｃがそれぞれお互いに近接した発光効率を有するように構成されているため、ほぼ同じ発光量で発光する。
【００５６】
この結果、それぞれの発光波長での照度分布は、とくに調整を行わなくともほぼ均一となる。また、図４のように異なる発光波長の光源どうしが互いに並列に接続されているために、各発光波長での照度レベルを独立に調整することが可能になっている。図５のグラフの破線と実線で示したように、例えば赤色ＬＥＤの照度レベルを可変抵抗により調整できる。さらに、図６に示すように直列に接続される同一の発光波長を有する光源の数は、各端部に複数設けてもよい。
【００５７】
以上のように構成したことで、各色ごとの照度分布の調整を行う必要がなく、単に照度レベルのみを調整すればよくなった。このため調整作業が簡単になり、生産性を向上させることができた。また、従来の半分の３個の可変抵抗で適切な照度レベルを得ることができた。そして、可変抵抗の個数を減らしたことにより構成を簡単にでき、コストを低く抑えることができた。
【００５８】
また、ＬＥＤチップの結線は、図７のようにしてもよい。図中ＬＥＤチップ１ａ，１ｂ，１ｃ及び２ａ，２ｂ，２ｃは図３に示したものと同じである。導光体３の異なる端部に配された同じ発光波長の光源どうし、すなわち赤色ＬＥＤチップ１ａと２ａ、緑色ＬＥＤチップ１ｂと２ｂ、青色ＬＥＤチップ１ｃと２ｃは、各光源に直列に挿入された抵抗Ｒ１ａ，Ｒ２ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ｂ，Ｒ１ｃ，Ｒ２ｃを介して並列にそれぞれの発光波長毎に定電圧源であるレギュレータＲＥＧａ，ＲＥＧｂ，ＲＥＧｃに接続されている。ここで抵抗Ｒ１ａとＲ２ａ、Ｒ１ｂとＲ２ｂ、Ｒ１ｃとＲ２ｃは、それぞれお互いに略同一の大きさの抵抗値を持つ。また、各レギュレータＲＥＧａ，ＲＥＧｂ，ＲＥＧｃには、それぞれ可変抵抗ＶＲａ，ＶＲｂ，ＶＲｃが接続されている。
【００５９】
このようにＬＥＤチップ１ａと２ａ、１ｂと２ｂ、１ｃと２ｃには、それぞれ略同一の抵抗値を有する抵抗が直列に接続されているために、電源Ｓに接続されたとき、１ａと２ａには略等しい電流Ｉ１ａとＩ２ａが、１ｂと２ｂには略等しい電流Ｉ１ｂとＩ２ｂが、１ｃと２ｃには、略等しい電流Ｉ１ｃとＩ２ｃが流れる。また、同じ発光波長を有するＬＥＤチップ１ａと２ａ、１ｂと２ｂ、１ｃと２ｃがそれぞれお互いに近接した発光効率を有するように構成されているため、それぞれほぼ同じ発光量で発光する。
【００６０】
この結果、それぞれの発光波長での照度分布は、とくに調整を行わなくてもほぼ均一となる。また、各レギュレータに接続された可変抵抗を変化させると、各発光波長での照度レベルを独立に調整することができる。さらに、図８に示すように各発光波長を有する光源の数は、導光体３の両端でそれぞれ複数設けてもよい。
【００６１】
このように構成することで、照度分布は調整を行わなくても均一であるため、単に照度レベルのみを３個の可変抵抗で調整することで均一な照度分布と適切な照度レベルを得ることができた。また、定電圧手段であるレギュレータを介して電源に接続されているため、電源電圧の変動があっても照度レベルは変動しないという利点がある。
【００６２】
次に、導光体３の異なる端部に配された同じ発光効率の光源どうし、すなわち赤色ＬＥＤ１ａと２ａ、緑色ＬＥＤ１ｂと２ｂ、青色ＬＥＤ１ｃと２ｃをそれぞれお互いに近接した発光効率を有するように構成する方法を説明する。
【００６３】
図２のようなＬＥＤランプ１を制作する工程を図９から図１５に示す。まず、図９のようなＬＥＤチップを実装する支持台となる金属フレーム１０１を用意し、図１０に示すようにこのフレーム上に第１の発光波長（例えばＲ）のＬＥＤチップ１０１ａを実装する。同様に、図１１のように第２の発光波長（例えばＧ）のＬＥＤチップ１０１ｂを実装し、さらに図１２のように第３の発光波長（例えばＢ）のＬＥＤチップ１０１ｃを実装する。そして図１３のようにこれらのＬＥＤチップにワイヤボンディングを施し、図１４のようにチップ上にレンズ状の樹脂を形成し、図１５のようにひとつひとつのＬＥＤランプに切り離すことで完成する。
【００６４】
つぎに導光体３の異なる端部に配された同じ発光波長の光源どうしをそれぞれお互いに近接した発光効率を有するように構成するには、このようにしてでき上がったＬＥＤランプ１個１個について、第１の発光波長のＬＥＤチップのみを発光させてその発光効率を測定する。
【００６５】
発光効率の測定は、ＬＥＤチップが所謂ダイオード特性を持ち、立ち上がり電圧Ｖｆが比較的ばらつかないことを利用して、一定電流を流したときの発光量の測定で代用することができる。
【００６６】
そして、このようにして測定した発光効率にしたがってその発光波長におけるランクを決定する。例えば、第１の発光波長においては、発光効率３．１％から２．７％はＡランク、発光効率２．６％から２．３％はＢランク、発光効率２．２％から１．９％はＣランク、発光効率１．８％から１．５％はＤランクというように決めておく。例えば、このＬＥＤランプの第１の発光効率が２．４％である場合には、Ｂランクになる。
【００６７】
同様にして第２、第３の発光波長に関しても同様にしてランク分けを行う。そして、このようにランク分けすることでひとつのＬＥＤランプに対して、それぞれの発光波長に関してランクが第１の発光波長に関してＢランク、第２の発光波長に関してＡランク、第１の発光波長に関してＣランク、というように決まる。
【００６８】
次にひとつのＬＥＤランプとしてのランクをそれに実装された各発光波長の光源の発光効率ランクの組み合わせで定義する。例えば、すべて発光波長に関してＡランクのＬＥＤランプはＡＡＡランク、第１の発光波長に関してはＡランクだが、第２、第３の発光波長に関してはＢランクのＬＥＤランプはＡＢＢランク、というように定義される。
【００６９】
そして、図１６に示すように、できあがったＬＥＤランプとしてのランクに従って分類することで、同一ランクのＬＥＤランプはひとまとめにすることができる。このように分類したＬＥＤランプを導光体と組み合わせてカラー光源ユニットを構成する場合には、ひとつのカラー光源ユニットには同一あるいは近接したランクに属するＬＥＤランプを使用する。そして、導光体の異なる端部に配された同じ発光波長の光源どうしをそれぞれお互いに近接した発光効率を有するように構成することが可能となる。
【００７０】
本実施の形態では、等倍光学系の例を説明したが、図１７に示すように縮小光学系でもかまわない。
【００７１】
《第２の実施の形態》
導光体の異なる端部に配された同じ発光波長の光源どうしをそれぞれお互いに近接した発光効率を有するように構成するための別の方法を第２の実施の形態として説明する。
【００７２】
図１８において、金属フレームを用意するところは第１の実施の形態と同じであるが、あらかじめ将来同一のカラーＬＥＤ光源の両端に取りつけられるＬＥＤランプとなる部分が分かるようにしておく。図１８のフレームのＡの部分は、同一のカラーＬＥＤ光源の両端に取りつけられるようにする。また、この一連のフレームを切り離してできるＬＥＤランプは、必ず同じフレームからできたＬＥＤランプと組み合わされて同一のＬＥＤ光源の両端に取りつけるようにしてもよい。
【００７３】
次に、第１の発光波長のＬＥＤチップを実装する場合を考える。ここで、同一のカラーＬＥＤ光源の両端に取りつけられるＬＥＤランプとなる部分には、同じ程度の発光効率を有するＬＥＤチップを実装するようにする。具体的には、図１９に示すようにウェハー上の各ＬＥＤチップの発光効率をあらかじめ測定しておき、発光効率３．１％から２．７％はＡランク、発光効率２．６％から２．３％はＢランク、発光効率２．２％から１．９％はＣランク、発光効率１．８％から１．５％はＤランクというようにランク分けする。
【００７４】
そして、図２０のように同程度の発光効率のＬＥＤチップを選択する方法や、図２１のようにウェハー上の近接した位置にあるＬＥＤチップは同程度の発光効率を有することが多いことを利用し、図２２のようにウェハー上の近接した位置にあるＬＥＤチップを選択し実装する方法が考えられる。
【００７５】
図２３乃至２６は、第２及び第３の発光波長のＬＥＤチップを第１の発光波長のＬＥＤチップと同様に選択し実装する様子を示している。このようにして選択されたＬＥＤを金属フレームに実装したものの上に、レンズ上の樹脂を成形し、各々に切り離してＬＥＤランプとする。
【００７６】
このようにして作成されたＬＥＤランプは、ばらばらにならないように目印をつけたり、ひとまとめにして包装するか、あるいはリールの連続した領域におさめるというような方法でまとめ、導光体の端面に取り付けてカラーＬＥＤ光源を組み立てる次の工程に送られる。
【００７７】
導光体と組み合わせるときには、図２７に示すようにひとつのカラー光源装置には、必ずこれらのあらかじめ同一のカラーＬＥＤ光源の両端に取り付けるべく定められていた、あるいは図２８に示すようにグループ分けされていたＬＥＤランプを使用するようにすればよい。
【００７８】
《第３の実施の形態》
上記した実施の形態では、金属フレームにＬＥＤチップを実装した金属フレーム型のＬＥＤランプについて説明したが、ここでは、図２９に示すような表面実装型のパッケージによくみられる平板上の基板２０１の上にＬＥＤチップをボンディングしてその上を樹脂２０３で封止した表面実装型ＬＥＤランプの場合について説明する。
【００７９】
図２９に示したのは、ひとつのパッケージにある発光波長のＬＥＤチップをひとつだけいれたものであるが、図３０に示すようにひとつのパッケージに複数の異なる発光波長のＬＥＤチップをいれてユニットとしたものも可能である。
【００８０】
このような表面実装型ＬＥＤランプの場合、図３１（ａ）に示す金属フレーム型ＬＥＤランプに比べて、図３１（ｂ）のように光束の指向性がブロードである。そのため、導光体の形状は単純な円形を断面形状として持つものではなく、図３２に示すような形状のものが適している。
【００８１】
このような導光体を用いた形態を図３３に示す。図３３において、ＬＥＤユニット１１及び２１は、お互いに異なる発光波長を有するＬＥＤチップをおさめた複数の表面実装型ＬＥＤランプをプリント基板の上にハンダ付けしてひとつのユニットとしたものであり、導光体３１の両端にそれぞれ１個設けられている。
【００８２】
導光体３１は、例えばアクリル樹脂等の透光性樹脂でつくられる。そして入射面４１及び４２からＬＥＤランプ１または２から発せられた光束が導光体３１に入射し、導光体３１を伝播した光束は、反射領域５において反射・錯乱し外部に向かって照射される。本実施の形態では、透光性部材３１の表面を微小な鋸歯状の形状とし、さらにその上にアルミの蒸着を行うことで反射領域を形成する。
【００８３】
図３４にこのＬＥＤユニット１１の拡大図を示す。表面実装型ＬＥＤランプ１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、それぞれ発光波長の異なる赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の発光波長のＬＥＤチップがそれぞれおさめられている。ＬＥＤユニット２１も同様の構造をしており、発光波長の異なるＲ，Ｇ，Ｂの発光波長のＬＥＤチップをおさめた表面実装型ＬＥＤランプ２１ａ，２１ｂ，２１ｃを有している。
【００８４】
本実施の形態においても図２に示したものと同様にして、ＬＥＤユニット１１及び１２より発せられ、導光体３１の入射面４１及び４２より導光体３内に入射された光束は、導光体３１の内面で反射を繰り返してその内部を伝播する。そして、反射を繰り返す内に反射領域５に光が入射されると光束はそこで反射され、該領域５と対抗する側を射出面として外部に光が射出される。
【００８５】
このような構成において、導光体３１の異なる端部に配された各々の発光波長の光源すなわちＬＥＤランプ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ及び２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、同じ発光波長の光源どうし、すなわちＬＥＤランプ１１ａと２１ａ、１１ｂと２１ｂ、１１ｃと２１ｃがそれぞれお互いに近接した発光効率を有するように構成されている。このように構成するためには、金属フレーム型ＬＥＤランプの形態で説明したのと同様な方法でＬＥＤランプをランク分けすればよい。
【００８６】
ランク分けの方法としては、できあがったＬＥＤユニットのランクをそれにハンダ付けされた各発光波長の表面実装型ＬＥＤランプの発光効率ランクの組み合わせで定義し、定義したランクに従ってＬＥＤユニットを分類し、ひとつのカラー光源ユニットには必ず同一の、あるいは近接したランクに属するＬＥＤランプが使用されるようにする方法がある。また、あらかじめ将来同一のカラーＬＥＤ光源の両端に取りつけられるＬＥＤランプとなる部分がわかるようにしておき、表面実装型ＬＥＤランプの発光効率をあらかじめ測定し、その部分には同じ程度の発光効率のＬＥＤチップを実装するようにする方法がある。
【００８７】
表面実装型ＬＥＤランプが、ひとつのパッケージにある発光波長のＬＥＤチップをひとつだけいれたものではなく、図３５に示すようにひとつのパッケージに複数の異なる発光波長のＬＥＤチップをいれてユニットとしたものである場合には、導光体の異なる端部に配された同じ発光波長の光源どうしをそれぞれお互いに近接した発光効率を有するように構成する場合についても、金属フレーム型ＬＥＤランプの形態と同様の方法でランク分けすればよい。
【００８８】
さらに図３６、３７に示すように複数の異なる発光波長のＬＥＤチップを直接プリント基板の上にボンディングしてしまうという方法も考えられる。図３６、３７において、ＬＥＤユニット１３及び２３は、お互いに異なる発光波長を有するＬＥＤチップを直接プリント基板３０１の上にボンディングしてひとつのユニットとしたＬＥＤユニットであり、導光体３１の両端にそれぞれ設けられている。ＬＥＤチップ１ａ，１ｂ，１ｃ及び２ａ，２ｂ，２ｃは、それぞれ赤色，緑色，青色の発光波長をそれぞれ有する。なお、図３７に示した導光体３１は、図３２に示したものと同様のものである。
【００８９】
以上説明したような光源ユニットを用いた画像読取装置の構成図を図３８に示す。図３８において、光源ユニットを構成するＬＥＤランプ１１，２１から照射され導光体３１により導光され反射した光９が原稿１０をライン状に照射する。原稿１０からの反射光は、等倍光学系１１により基板１４上に形成されたラインセンサ１２上に結像され、画像信号に変換される。なお、光学系は、図３８のような等倍光学系ではなく、図３９のような縮小光学系を用いたものでもかまわない。
【００９０】
【発明の効果】
請求項１に記載の画像読取装置では、複数の光源と、前記複数の光源を両端部に有し光源から発せられた光を長手方向に導光することで被写体を照射する導光手段と、前記導光手段により照射された被写体からの光を画像信号に変換する光電変換手段とを有し、前記複数の光源は、前記導光手段を挟んで長手方向の一方の端と、もう一方の端に分けて配置されているとともに、異なる発光特性を有する複数の光源のなかから発光特性の近似した光源を抽出し、前記導光手段の両端部にそれぞれ抽出された光源を配置するとともに、前記両端部の一方に配置された光源と、もう一方に配置された光源とを直列に接続したことにより前記被写体の照射状態を均一化することができるようになった。
【００９１】
請求項２に記載の画像読取装置では、請求項１に記載の装置において、前記導光手段の両端部にそれぞれ略同一の発光効率を有する光源を配置した。そして、上記した効果に加えて、さらに光源の発光効率を導光手段の両端部で均一化することができるようになった。
【００９２】
請求項３に記載の画像読取装置では、請求項１に記載の装置において、前記導光手段の両端部にそれぞれ略同一の発光量を有する光源を配置した。そして、上記した効果に加えて、さらに光源の発光量を導光手段の両端部で均一化することができるようになった。
【００９３】
請求項４に記載の画像読取装置では、請求項１に記載の装置において、前記直列に接続した光源を同じ電源に接続したことを特徴とする。そして、上記した効果に加えて、さらに導光手段の両端部に配置した光源に同じ電源から電力を供給できるようになった。
【００９４】
請求項５に記載の画像読取装置では、請求項４に記載の装置において、前記同じ電源に接続した光源を同じ抵抗に接続したことを特徴とする。そして、上記した効果に加えて、さらに、導光手段の両端部に配置した光源の照度レベルを同時に調整できるようになった。
【００９５】
請求項６に記載の画像読取装置では、請求項５に記載の装置において、前記抵抗は、可変抵抗であることを特徴とする。そして、上記した効果に加えて、さらに、導光手段の両端部に配置した光源の照度レベルをより正確に調整できるようになった。
【００９６】
請求項７に記載の画像読取装置では、請求項１に記載の装置において、前記導光手段を光透過性樹脂で形成した。そして、上記した効果に加えて、さらに導光手段を樹脂を用いて簡単に形成できるようになった。
【００９７】
請求項８に記載の画像読取装置では、請求項１に記載の装置において、前記複数の光源を、複数の異なる分光特性を有するものから構成した。そして、上記した効果に加えて、さらに異なる分光特性を有する光源を用いた読み取りを行うことができるようになった。
【００９８】
請求項９に記載の画像読取装置では、請求項８に記載の装置において、前記導光手段の両端部にそれぞれ異なる分光特性を有する光源を複数配置した。そして、上記した効果に加えて、さらに十分な光量で読み取りを行うことができるようになった。
【００９９】
請求項１０に記載の画像読取装置では、請求項８または９に記載の装置において、前記導光手段の両端部において同じ分光特性を有する光源どうしが略同一の発光特性を有するように配置した。そして、上記した効果に加えて、さらに同じ分光特性を有する光源を点灯したときの被写体の照射状態を均一化することができるようになった。
【０１００】
請求項１１に記載の画像読取装置では、請求項８乃至１０に記載の装置において、前記同じ分光特性を有する光源は、同時に点灯可能にした。そして、上記した効果に加えて、さらに同じ分光特性を有する光源を同時に点灯したときの被写体の照射状態を均一化することができるようになった。
【０１０１】
請求項１２に記載の画像読取装置では、請求項８乃至１０に記載の装置において、前記異なる分光特性を有する複数の光源は、各々独立して点灯可能とした。そして、上記した効果に加えて、さらにカラー読み取りを行うことができるようになった。
【０１０２】
請求項１３に記載の画像読取装置では、請求項１２に記載の装置において、前記異なる分光特性を有する複数の光源を順次点灯可能にした。そして、上記した効果に加えて、さらに異なる分光特性を有する光源を順次点灯することによりカラー読み取りを行うことができるようになった。
【０１０３】
請求項１４に記載の画像読取装置では、請求項８乃至１３に記載の装置において、前記複数の光源は、赤、緑、青の分光特性を有する光源を含むような構成とした。そして、上記した効果に加えて、さらにフルカラー読み取りを行うことができるようになった。
【０１０４】
請求項１５に記載の画像読取装置では、請求項１乃至１４に記載の装置において、前記複数の光源は、ＬＥＤを含むような構成とした。そして、上記した効果に加えて、さらにＬＥＤを用いて安定した読み取りを行うことができるようになった。
【０１０５】
請求項１６に記載の画像読取装置では、請求項１乃至１５に記載の装置において、前記導光手段は、前記被写体をライン状に照射し、前記光電変換手段は、ラインセンサであるような構成とした。そして、上記した効果に加えて、ラインセンサを用いて安定した読み取りを行うことができるようになった。
【０１０６】
請求項１７に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、複数の光源と、前記複数の光源を両端部に有し光源から発せられた光を長手方向に導光することで被写体を照射する導光手段とを有し、前記複数の光源は、前記導光手段を挟んで長手方向の一方の端と、もう一方の端に分けて配置されているとともに、異なる発光特性を有する複数の光源のなかから発光特性の近似した光源を抽出し、前記導光手段の両端部にそれぞれ抽出された光源を配置するとともに、前記両端の一方に配置された光源と、もう一方に配置された光源とを直列に接続したことにより前記被写体の照射状態を均一化したことを特徴とする。そして、このように光源を抽出し、配置したことにより、被写体の照射状態を均一化することができるようになった。
【０１０７】
請求項１８に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項１７に記載の光源ユニットにおいて、前記導光手段の両端部にそれぞれ略同一の発光効率を有する光源を配置した。そして、上記した効果に加えて、さらに光源の発光効率を導光手段の両端部で均一化することができるようになった。
【０１０８】
請求項１９に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項１７に記載の光源ユニットにおいて、前記導光手段の両端部にそれぞれ略同一の発光量を有する光源を配置した。そして、上記した効果に加えて、さらに光源の発光量を導光手段の両端部で均一化することができるようになった。
【０１０９】
請求項２０に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項１７に記載光源ユニットにおいて、前記直列に接続した光源を同じ電源に接続したことを特徴とする。そして、上記した効果に加えて、さらに導光手段の両端部に配置した光源に同じ電源から電力を供給できるようになった。
【０１１０】
請求項２１に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項２０に記載の光源ユニットにおいて、前記同じ電源に接続した光源を同じ抵抗に接続したことを特徴とする。そして、上記した効果に加えて、さらに、導光手段の両端部に配置した光源の照度レベルを同時に調整できるようになった。
【０１１１】
請求項２２に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項２１に記載の光源ユニットにおいて、前記抵抗は、可変抵抗であることを特徴とする。そして、上記した効果に加えて、さらに、導光手段の両端部に配置した光源の照度レベルをより正確に調整できるようになった。
【０１１２】
請求項２３に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項１７に記載の光源ユニットにおいて、前記導光手段を光透過性樹脂で形成した。そして、上記した効果に加えて、さらに導光手段を樹脂を用いて簡単に形成できるようになった。
【０１１３】
請求項２４に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項１７に記載の光源ユニットにおいて、前記複数の光源を、複数の異なる分光特性を有するものから構成した。そして、上記した効果に加えて、さらに異なる分光特性を有する光源を用いた読み取りを行うことができるようになった。
【０１１４】
請求項２５に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項２４に記載の光源ユニットにおいて、前記導光手段の両端部にそれぞれ異なる分光特性を有する光源を複数配置した。そして、上記した効果に加えて、さらに十分な光量で読み取りを行うことができるようになった。
【０１１５】
請求項２６に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項２４または２５に記載の光源ユニットにおいて、前記導光手段の両端部において同じ分光特性を有する光源どうしが略同一の発光効率を有するように配置した。そして、上記した効果に加えて、さらに同じ分光特性を有する光源を点灯したときの被写体の照射状態を均一化することができるようになった。
【０１１６】
請求項２７に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項２４乃至２６に記載の光源ユニットにおいて、前記同じ分光特性を有する光源は、同時に点灯可能にした。そして、上記した効果に加えて、さらに同じ分光特性を有する光源を同時に点灯したときの被写体の照射状態を均一化することができるようになった。
【０１１７】
請求項２８に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項２４乃至２６に記載の光源ユニットにおいて、前記異なる分光特性を有する複数の光源は、各々独立して点灯可能とした。そして、上記した効果に加えて、さらにカラー読み取りを行うことができるようになった。
【０１１８】
請求項２９に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項２８に記載の光源ユニットにおいて、前記異なる分光特性を有する複数の光源を順次点灯可能にした。そして、上記した効果に加えて、さらに異なる分光特性を有する光源を順次点灯することによりカラー読み取りを行うことができるようになった。
【０１１９】
請求項３０に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項２４乃至２９に記載の光源ユニットにおいて、前記複数の光源は、赤、緑、青の分光特性を有する光源を含むような構成とした。そして、上記した効果に加えて、さらにフルカラー読み取りを行うことができるようになった。
【０１２０】
請求項３１に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項１７乃至３０に記載の光源ユニットにおいて、前記複数の光源は、ＬＥＤを含むような構成とした。そして、上記した効果に加えて、さらにＬＥＤを用いて安定した読み取りを行うことができるようになった。
【０１２１】
請求項３２に記載の画像読取装置に使用可能な光源ユニットでは、請求項１７乃至３１に記載の光源ユニットにおいて、前記導光手段は、前記被写体をライン状に照射するような構成とした。そして、上記した効果に加えて、ラインセンサを用いた画像読取装置に使用して安定した読み取りを行うことができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における画像読取装置の構成図である。
【図２】第１の実施の形態における照明装置の構成図である。
【図３】第１の実施の形態におけるＬＥＤランプの構成図である。
【図４】第１の実施の形態における照明装置の結線回路図である。
【図５】第１の実施の形態における赤色ＬＥＤ発光時の照度分布図である。
【図６】第１の実施の形態における照明装置の結線回路図である。
【図７】第１の実施の形態における照明装置の結線回路図である。
【図８】第１の実施の形態における照明装置の結線回路図である。
【図９】第１の実施の形態におけるＬＥＤランプの製作工程を説明する図である。
【図１０】第１の実施の形態におけるＬＥＤランプの製作工程を説明する図である。
【図１１】第１の実施の形態におけるＬＥＤランプの製作工程を説明する図である。
【図１２】第１の実施の形態におけるＬＥＤランプの製作工程を説明する図である。
【図１３】第１の実施の形態におけるＬＥＤランプの製作工程を説明する図である。
【図１４】第１の実施の形態におけるＬＥＤランプの製作工程を説明する図である。
【図１５】第１の実施の形態におけるＬＥＤランプの製作工程を説明する図である。
【図１６】第１の実施の形態におけるＬＥＤランプの組み合わせを説明する図である。
【図１７】第１の実施の形態における画像読取装置の構成図である。
【図１８】第２の実施の形態におけるＬＥＤランプの製作工程を説明する図である。
【図１９】第２の実施の形態におけるＬＥＤランプの製作工程を説明する図である。
【図２０】第２の実施の形態におけるＬＥＤランプの製作工程を説明する図である。
【図２１】第２の実施の形態におけるＬＥＤランプの製作工程を説明する図である。
【図２２】第２の実施の形態におけるＬＥＤランプの製作工程を説明する図である。
【図２３】第２の実施の形態におけるＬＥＤランプの製作工程を説明する図である。
【図２４】第２の実施の形態におけるＬＥＤランプの製作工程を説明する図である。
【図２５】第２の実施の形態におけるＬＥＤランプの製作工程を説明する図である。
【図２６】第２の実施の形態におけるＬＥＤランプの製作工程を説明する図である。
【図２７】第２の実施の形態におけるＬＥＤランプの組み合わせを説明する図である。
【図２８】第２の実施の形態におけるＬＥＤランプの組み合わせを説明する図である。
【図２９】第３の実施の形態におけるＬＥＤランプの構成図である。
【図３０】第３の実施の形態におけるＬＥＤランプの構成図である。
【図３１】金属フレーム型ＬＥＤランプと表面実装型ＬＥＤランプの指向特性を示す図である。
【図３２】第３の実施の形態における導光体の構成図である。
【図３３】第３の実施の形態における照明装置の構成図である。
【図３４】第３の実施の形態におけるＬＥＤユニットの構成図である。
【図３５】第３の実施の形態におけるＬＥＤユニットの構成図である。
【図３６】第３の実施の形態におけるＬＥＤユニットの構成図である。
【図３７】第３の実施の形態における照明装置の構成図である。
【図３８】第３の実施の形態における画像読取装置の構成図である。
【図３９】第３の実施の形態における画像読取装置の構成図である。
【図４０】従来の画像読取装置の構成図である。
【図４１】従来の画像読取装置の構成図である。
【図４２】従来の照明装置の構成図である。
【図４３】従来の照明装置の構成図である。
【図４４】従来のＬＥＤランプの構成図である。
【図４５】従来の照明装置の照度分布図である。
【図４６】従来の照明装置の構成図である。
【図４７】従来の照明装置の照度分布図である。
【図４８】従来の照明装置の結線回路図である。
【図４９】従来の照明装置の照度分布図である。
【符号の説明】
１ＬＥＤランプ
２ＬＥＤランプ
３導光体
１１ＬＥＤユニット
１２ラインセンサ
２１ＬＥＤユニット
３１導光体
Ｓ電源
ＶＲａ可変抵抗
ＶＲｂ可変抵抗
ＶＲｃ可変抵抗[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image reading apparatus used for, for example, a facsimile, a scanner, and the like and an illumination device thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a light source for illuminating a document in an image reading apparatus that electrically captures and processes image information such as documents and books such as facsimile machines and electronic copying machines, an LED chip as shown in FIG. 40 is used. Widely used.
[0003]
The light emitted from the plurality of LED chips 60 arranged on the LED substrate 50 irradiates the document 10. The reflected light from the original is imaged on the sensor 12 disposed on the sensor substrate 14 by the equal magnification optical system 11 and converted into an image signal.
[0004]
Such an illuminating device is intended for monochrome reading of image information. An LED array in which only a red light emitting LED chip is mounted on the same substrate if red and only a plurality of LED chips having a green light emitting wavelength are mounted on the same substrate. What has been used has been used. This type of light source has a plurality of LED chips (usually 10 mm or less) with a sufficiently fine pitch (usually 10 mm or less) that does not cause uneven illumination over the length of the image reading width (216 mm for A4 size, 256 mm for B4). 20 or more).
[0005]
In recent years, with the widespread use of personal computers, there has been an increase in usage in which image information is temporarily captured by an image scanner and displayed on a color display. . Furthermore, an inexpensive device that can easily output a color image, such as an ink jet printer, has also become widespread. As a result, capturing image information as a color image is becoming an essential condition.
[0006]
Conventionally, a discharge tube such as a fluorescent tube has been mainly used as an illuminating device in a color image reading apparatus that captures the image information as a color image. This requires a white light source or a red, blue, and green light source for color reading of an image. In order to obtain a white light source or a three-color light source in the simplest manner, a discharge tube such as a fluorescent tube may be used. However, in terms of size, cost, power consumption, etc., LEDs that are often used for monochrome reading are more advantageous.
[0007]
In order to realize color reading of an image using an LED as a light source, red, blue and green LEDs are required. The red LED and the green LED have been put into practical use with relatively high brightness, but the blue LED is much darker, which hinders practical use of color reading using the LED as a light source. . However, in recent years, blue LEDs having dramatically higher brightness have been developed.
[0008]
In order to obtain the linear illumination necessary for the image reading apparatus using LEDs, in addition to arranging a large number of LED chips to form an LED array, a special optical member as shown in FIG. 41 is used to emit light from a small number of LEDs. There has been proposed a method for developing the luminous flux into a linear shape. Such a light source is shown in detail in FIG. In FIG. 42, the light emitted from the LED lamp 1 made by bonding an LED chip on a metal lead and sealing the portion in a lens shape with a transparent resin is, for example, an acrylic resin having a circular cross section. A light beam propagating through the light guide 3 made of a translucent member such as is reflected and scattered by the reflection region 5 and taken out of the light guide 3. Here, the reflection region 5 is formed by making the surface of the light guide 3 into a minute sawtooth shape.
[0009]
A reflecting surface 6 is provided at a terminal portion of the light guide 3 opposite to the incident surface side. The reflection surface 6 is formed by vapor-depositing a metal such as aluminum on the surface of the end portion of the light guide 3 itself, or by applying a light diffusive reflective paint, but provided as a separate member. There is also.
[0010]
With such a configuration, the light beam L emitted from the LED lamp 1 and incident into the light guide 3 from the incident surface 4 of the light guide 3 is repeatedly reflected on the inner surface of the light guide 3 and propagates through the inside. , It reaches the surface opposite to the incident surface 4 and is reflected there again to propagate through the inside of the light guide 3. When light is incident on the reflection region 5 while repeating the reflection, the light beam is reflected there, and the light is emitted to the outside with the side facing the region 5 as the exit surface.
[0011]
FIG. 43 is an application of the configuration shown in FIG. 42 to a color. In FIG. 43, the LED chip 1 is formed by bonding a plurality of LED chips having different emission wavelengths onto a metal lead, and sealing that portion in a lens shape with a transparent resin. Enlarged views of the LED lamp 1 are shown in FIGS. 44 (a) and 44 (b). Type 2 that incorporates LED chips 1a, 1b, and 1c having emission wavelengths of red (R), green (G), and blue (B) having different emission wavelengths shown in FIG. 4A corresponds to full-color reading. However, if it is not always necessary to read full color and it is only necessary to distinguish red stamps, red marks, etc., type 1 shown in FIG. 46B may be used. By using such a method, it is possible to uniformly illuminate a sufficiently long effective length using a small number of LED lamps. Even if an expensive high-brightness blue LED is used, a cheaper color image reading light source can be configured as compared with a case where a large number of LEDs are used.
[0012]
However, in the method of providing a light source only on one end face of the light guide as described above, the end face side with the light source is bright as shown in FIG. 45, and the other end face side with the reflecting surface is likely to be darker than that. For this reason, illumination unevenness tends to increase. In addition, since the light source is provided only on one end face, there is a disadvantage that the total light quantity cannot be increased. In order to eliminate such drawbacks, there is a method in which LED lamps are provided at both ends of the light guide as shown in FIG. 46, and a larger amount of light can be obtained as the number of LED lamps is larger. .
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the light source is provided at both ends of the light guide as described above, there is a problem that does not occur in the method of providing the light source on one side of the light guide. In the method in which the light source is provided only on one side of the light guide, the shape of the illumination unevenness is almost determined by the geometric conditions such as the shape of the light guide, the position of the light source, the position of the light receiving surface, etc. Do not depend. However, when light sources are provided at both ends of the light guide, there is a problem that the shape of uneven illumination changes depending on the balance of the light emission amounts of the light sources at both ends, as shown in FIG.
[0014]
In the case of the color reading light source shown in FIG. 46 in which LED lamps are provided at both ends, in order to reduce illumination unevenness of each color of R, G, B, light is emitted from the LED chips at both ends in each color of R, G, B. It is desirable that the amount of light is equal. For this purpose, it is necessary to carry out a very complicated operation of individually adjusting the current value flowing through the LED chip for each color LED chip at both ends and matching the light emission amounts, which reduces productivity. It was. Further, as shown in FIG. 48, a mechanism for adjustment (for example, a variable resistor) is required for R, G, and B at both ends, that is, 6 sets are required, leading to an increase in cost.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to solve the above problems, and in the image reading apparatus according to claim 1, a plurality of light sources and light emitted from the light sources having the plurality of light sources at both ends are provided. In the longitudinal direction A light guide means for irradiating the subject by guiding light, and a photoelectric conversion means for converting light from the subject irradiated by the light guide means into an image signal, The plurality of light sources are arranged separately on one end in the longitudinal direction and the other end across the light guide means, A light source having a similar light emission characteristic is extracted from a plurality of light sources having different light emission characteristics, and the extracted light sources are arranged at both ends of the light guide means, and the light sources arranged at one of the both ends Further, the irradiation state of the subject is made uniform by connecting in series with a light source arranged on the other side.
[0016]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the image reading apparatus according to the first aspect, wherein light sources having substantially the same luminous efficiency are arranged at both ends of the light guide means.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the image reading apparatus according to the first aspect, wherein light sources having substantially the same amount of light emission are arranged at both ends of the light guide means.
[0018]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the image reading apparatus according to the first aspect, wherein the light sources connected in series are connected to the same power source.
[0019]
According to a fifth aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the fourth aspect, the light sources connected to the same power source are connected to the same resistor.
[0020]
According to a sixth aspect of the present invention, in the apparatus according to the fifth aspect, the resistor is a variable resistor.
[0021]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the image reading apparatus according to the first aspect, wherein the light guide means is formed of a light transmissive resin.
[0022]
An image reading apparatus according to an eighth aspect is characterized in that in the apparatus according to the first aspect, the plurality of light sources have a plurality of different spectral characteristics.
[0023]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the image reading apparatus according to the eighth aspect, wherein a plurality of light sources having different spectral characteristics are arranged at both ends of the light guide means.
[0024]
According to a tenth aspect of the present invention, in the apparatus according to the eighth or ninth aspect, the light sources having the same spectral characteristics are arranged so as to have substantially the same luminous efficiency at both ends of the light guide means. It is characterized by.
[0025]
An image reading apparatus according to an eleventh aspect is characterized in that in the apparatus according to the eighth to tenth aspects, the light sources having the same spectral characteristics can be turned on simultaneously.
[0026]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the apparatus according to the eighth to tenth aspects, the plurality of light sources having different spectral characteristics can be lit independently.
[0027]
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided the image reading device according to the twelfth aspect, wherein the plurality of light sources having different spectral characteristics can be sequentially turned on.
[0028]
An image reading apparatus according to a fourteenth aspect is the apparatus according to the eighth to thirteenth aspects, wherein the plurality of light sources include light sources having spectral characteristics of red, green, and blue.
[0029]
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the apparatus according to the first to fourteenth aspects, the plurality of light sources include LEDs.
[0030]
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the first to fifteenth aspect, the light guiding unit irradiates the subject in a line shape, and the photoelectric conversion unit is a line sensor.
[0031]
A light source unit usable in the image reading device according to claim 17, wherein a plurality of light sources and light emitted from the light sources having the plurality of light sources at both ends are provided. In the longitudinal direction Light guide means for illuminating the subject by guiding light, The plurality of light sources are arranged separately on one end in the longitudinal direction and the other end across the light guide means, A light source having a similar light emission characteristic is extracted from a plurality of light sources having different light emission characteristics, and the extracted light sources are arranged at both ends of the light guide means, and the light sources arranged at one of the both ends Further, the irradiation state of the subject is made uniform by connecting in series with a light source arranged on the other side.
[0032]
The light source unit usable in the image reading device according to claim 18 is characterized in that, in the light source unit according to claim 17, light sources having substantially the same luminous efficiency are arranged at both ends of the light guide means. And
[0033]
The light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 19 is characterized in that, in the light source unit according to claim 17, light sources having substantially the same amount of light emission are arranged at both ends of the light guide means. And
[0034]
A light source unit usable in the image reading device according to claim 20 is characterized in that in the light source unit according to claim 17, the light sources connected in series are connected to the same power source.
[0035]
The light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 21 is characterized in that in the light source unit according to claim 20, the light sources connected to the same power source are connected to the same resistor.
[0036]
The light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 22 is characterized in that in the light source unit according to claim 21, the resistance is a variable resistance.
[0037]
A light source unit usable in the image reading device according to claim 23 is characterized in that in the light source unit according to claim 17, the light guide means is formed of a light transmissive resin.
[0038]
A light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 24 is characterized in that in the light source unit according to claim 17, the plurality of light sources are composed of those having a plurality of different spectral characteristics.
[0039]
The light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 25 is characterized in that in the light source unit according to claim 24, a plurality of light sources having different spectral characteristics are arranged at both ends of the light guide means. To do.
[0040]
27. The light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 26, wherein in the light source unit according to claim 24 or 25, light sources having the same spectral characteristics at both ends of the light guiding means have substantially the same luminous efficiency. It arrange | positions so that it may have.
[0041]
A light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 27 is characterized in that in the light source unit according to claims 24 to 26, the light sources having the same spectral characteristics can be turned on simultaneously.
[0042]
In the light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 28, in the light source unit according to claims 24 to 26, the plurality of light sources having different spectral characteristics can be turned on independently. Features.
[0043]
The light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 29 is characterized in that in the light source unit according to claim 28, the plurality of light sources having different spectral characteristics can be sequentially turned on.
[0044]
30. The light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 30, wherein the plurality of light sources include light sources having spectral characteristics of red, green, and blue. Features.
[0045]
The light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 31 is the light source unit according to claims 17 to 30, wherein the plurality of light sources include LEDs.
[0046]
A light source unit usable in the image reading apparatus according to a thirty-second aspect is the light source unit according to the seventeenth to thirty-first aspects, wherein the light guide means irradiates the subject in a line shape.
[0047]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0048]
<< First Embodiment >>
FIG. 1 is a configuration diagram of an image reading apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, light 9 emitted from LED lamps 1 and 2 constituting a light source unit, guided by a light guide 3 and reflected, irradiates a document 10 in a line shape. The reflected light from the document 10 is imaged on the line sensor 12 formed on the substrate 13 by the equal magnification optical system 11 and converted into an image signal.
[0049]
Next, FIG. 2 illustrates the configuration of the light source unit used in the image reading apparatus shown in FIG.
[0050]
In FIG. 2, LED lamps 1 and 2 are formed as one unit by bonding a plurality of LED chips having different emission wavelengths to a metal lead and sealing the portion in a lens shape with a transparent resin. One is provided at each end of the light guide 3.
[0051]
The light guide 3 has a circular cross section and is made of a translucent member such as an acrylic resin, for example, and incident surfaces 41 and 42 on which light beams emitted from the LED lamps 1 or 2 enter the light guide 3. A reflection region 5 for reflecting and scattering the light beam propagating through the light guide 3 and taking it out of the light guide 3 is provided. In the present embodiment, the reflection region 5 is formed by forming the surface of the translucent member 3 into a minute sawtooth shape and further depositing aluminum thereon.
[0052]
The luminous flux emitted from the LED lamps 1 and 2 and incident into the light guide 3 from the incident surfaces 41 and 42 of the light guide 3 is repeatedly reflected on the inner surface of the light guide 3 and propagates therethrough. Then, when the light enters the reflection region 5 while repeating the reflection, the light beam is reflected there and emits light to the outside with the side facing the region 5 as the exit surface.
[0053]
Next, an enlarged view of the LED lamp 1 is shown in FIG. LED chips 1a, 1b, 1c and 2a, 2b, 2c having emission wavelengths of red R, green G, and blue B having different emission wavelengths are provided. In the present embodiment, the LED chips 1a, 1b, 1c and 2a, 2b, 2c, which are light sources of the respective emission wavelengths arranged at different ends of the light guide 3, are light sources having the same emission wavelength, that is, The red LED chips 1a and 2a, the green LED chips 1b and 2b, and the blue LED chips 1c and 2c are configured to have luminous efficiencies that are close to each other. This will be described in detail later.
[0054]
FIG. 4 is a connection diagram of each LED chip in the present embodiment. In the figure, LED chips 1a, 1b, 1c and 2a, 2b, 2c are the same as the LED chips shown in FIG. Here, light sources having the same emission wavelength disposed at different ends of the light guide 3, that is, 1 a and 2 a, 1 b and 2 b, 1 c and 2 c are connected in series with each other, and further each has a variable resistance VRa. , VRb, VRc are inserted in series. The light sources having different emission wavelengths, that is, 1a, 2a and 1b, 2b, 1b, 2b and 1c, 2c, 1c, 2c and 1a and 2a are connected in parallel to each other.
[0055]
Since the light sources having the same emission wavelength are connected in series in this way, when connected to the power source S, the current Ia is 1a and 2a, the current Ib is 1b and 2b, and the current Ib is 1c and 2c. A current Ic flows through each. Further, since 1a and 2a, 1b and 2b, 1c and 2c are configured to have light emission efficiencies close to each other, light is emitted with substantially the same amount of light emission.
[0056]
As a result, the illuminance distribution at each emission wavelength is substantially uniform without any particular adjustment. Further, since the light sources having different emission wavelengths are connected in parallel as shown in FIG. 4, the illuminance level at each emission wavelength can be adjusted independently. As indicated by a broken line and a solid line in the graph of FIG. 5, for example, the illuminance level of the red LED can be adjusted by a variable resistor. Further, as shown in FIG. 6, a plurality of light sources having the same emission wavelength connected in series may be provided at each end.
[0057]
With the above configuration, it is not necessary to adjust the illuminance distribution for each color, and only the illuminance level needs to be adjusted. For this reason, the adjustment work is simplified and the productivity can be improved. In addition, an appropriate illuminance level could be obtained with the three half of the conventional variable resistors. And by reducing the number of variable resistors, the configuration could be simplified and the cost could be kept low.
[0058]
Further, the connection of the LED chip may be as shown in FIG. In the figure, LED chips 1a, 1b, 1c and 2a, 2b, 2c are the same as those shown in FIG. Light sources having the same emission wavelength arranged at different ends of the light guide 3, that is, red LED chips 1 a and 2 a, green LED chips 1 b and 2 b, and blue LED chips 1 c and 2 c were inserted in series with each light source. The resistors R1a, R2a, R1b, R2b, R1c, and R2c are connected in parallel to regulators REGa, REGb, and REGc, which are constant voltage sources, for each emission wavelength. Here, the resistors R1a and R2a, R1b and R2b, and R1c and R2c have resistance values of approximately the same magnitude. Further, variable resistors VRa, VRb, VRc are connected to the regulators REGa, REGb, REGc, respectively.
[0059]
Thus, since the LED chips 1a and 2a, 1b and 2b, 1c and 2c are connected in series with resistors having substantially the same resistance value, when connected to the power source S, the LED chips 1a and 2a, 1b and 2b, 1c and 2c Are substantially equal currents I1a and I2a, 1b and 2b are substantially equal currents I1b and I2b, and 1c and 2c are substantially equal currents I1c and I2c. Further, since the LED chips 1a and 2a, 1b and 2b, 1c and 2c having the same emission wavelength are configured to have light emission efficiencies close to each other, they emit light with substantially the same light emission amount.
[0060]
As a result, the illuminance distribution at each emission wavelength is substantially uniform without any particular adjustment. In addition, when the variable resistance connected to each regulator is changed, the illuminance level at each emission wavelength can be adjusted independently. Further, as shown in FIG. 8, a plurality of light sources having respective emission wavelengths may be provided at both ends of the light guide 3.
[0061]
By configuring in this way, the illuminance distribution is uniform without any adjustment, so that it is possible to obtain a uniform illuminance distribution and an appropriate illuminance level by simply adjusting only the illuminance level with three variable resistors. did it. Further, since it is connected to the power supply through a regulator which is a constant voltage means, there is an advantage that the illuminance level does not vary even if the power supply voltage varies.
[0062]
Next, the light sources having the same luminous efficiency arranged at different ends of the light guide 3, that is, the red LEDs 1 a and 2 a, the green LEDs 1 b and 2 b, and the blue LEDs 1 c and 2 c have a luminous efficiency close to each other. How to do it.
[0063]
The process of producing the LED lamp 1 as shown in FIG. 2 is shown in FIGS. First, a metal frame 101 serving as a support for mounting the LED chip as shown in FIG. 9 is prepared, and an LED chip 101a having a first emission wavelength (for example, R) is mounted on the frame as shown in FIG. Similarly, an LED chip 101b having a second emission wavelength (for example, G) is mounted as shown in FIG. 11, and an LED chip 101c having a third emission wavelength (for example, B) is further mounted as shown in FIG. Then, wire bonding is applied to these LED chips as shown in FIG. 13, and a lens-like resin is formed on the chip as shown in FIG. 14, and is completed by separating into individual LED lamps as shown in FIG.
[0064]
Next, in order to configure the light sources having the same emission wavelength disposed at different ends of the light guide 3 so as to have light emission efficiencies close to each other, each of the LED lamps thus completed is provided. Then, only the LED chip having the first emission wavelength is caused to emit light, and the light emission efficiency is measured.
[0065]
The measurement of the light emission efficiency can be substituted by the measurement of the light emission amount when a constant current is passed by utilizing the fact that the LED chip has a so-called diode characteristic and the rising voltage Vf does not vary relatively.
[0066]
And the rank in the light emission wavelength is determined according to the light emission efficiency measured in this way. For example, at the first emission wavelength, emission efficiency of 3.1% to 2.7% is rank A, emission efficiency of 2.6% to 2.3% is rank B, and emission efficiency of 2.2% to 1.9. % Is determined as C rank, and luminous efficiency 1.8% to 1.5% is determined as D rank. For example, when the first luminous efficiency of this LED lamp is 2.4%, it becomes B rank.
[0067]
Similarly, ranking is similarly performed for the second and third emission wavelengths. By ranking in this way, for each LED lamp, the rank for each emission wavelength is B rank for the first emission wavelength, A rank for the second emission wavelength, and C for the first emission wavelength. The rank is determined.
[0068]
Next, the rank as one LED lamp is defined by the combination of the luminous efficiency ranks of the light sources of the respective emission wavelengths mounted thereon. For example, LED lamps of rank A with respect to all emission wavelengths are defined as AAA rank, rank A with respect to the first emission wavelength, but LED lamps of rank B with respect to the second and third emission wavelengths are defined as ABB rank. The
[0069]
And as shown in FIG. 16, the LED lamp of the same rank can be put together by classifying according to the rank as a completed LED lamp. When a color light source unit is configured by combining the LED lamps classified in this way with a light guide, LED lamps belonging to the same or close rank are used for one color light source unit. And it becomes possible to comprise so that the light sources of the same light emission wavelength distribute | arranged to the different edge part of a light guide may each have the light emission efficiency which adjoined mutually.
[0070]
In the present embodiment, an example of an equal magnification optical system has been described, but a reduction optical system may be used as shown in FIG.
[0071]
<< Second Embodiment >>
Another method for configuring light sources having the same emission wavelength disposed at different ends of the light guide so as to have light emission efficiencies close to each other will be described as a second embodiment.
[0072]
In FIG. 18, the metal frame is prepared in the same manner as in the first embodiment, but in advance, the portions to be LED lamps to be attached to both ends of the same color LED light source in the future are known. The portion A of the frame in FIG. 18 is attached to both ends of the same color LED light source. Further, the LED lamps that can be separated from the series of frames may be combined with the LED lamps made from the same frame and attached to both ends of the same LED light source.
[0073]
Next, consider a case where an LED chip having the first emission wavelength is mounted. Here, LED chips having the same level of light emission efficiency are mounted on the portions to be the LED lamps mounted on both ends of the same color LED light source. Specifically, as shown in FIG. 19, the luminous efficiency of each LED chip on the wafer is measured in advance. The luminous efficiency of 3.1% to 2.7% is A rank, and the luminous efficiency of 2.6% to 2%. .3% is ranked B, luminous efficiency 2.2% to 1.9% is C rank, luminous efficiency 1.8% to 1.5% is D rank, and so on.
[0074]
Then, a method of selecting LED chips having the same luminous efficiency as shown in FIG. 20 and the fact that LED chips located at close positions on the wafer as shown in FIG. 21 often have the same luminous efficiency are utilized. However, as shown in FIG. 22, a method of selecting and mounting LED chips located at close positions on the wafer can be considered.
[0075]
FIGS. 23 to 26 show how LED chips having the second and third emission wavelengths are selected and mounted in the same manner as the LED chips having the first emission wavelength. A resin on the lens is molded on the LED thus selected mounted on a metal frame, and separated into each to form an LED lamp.
[0076]
The LED lamps made in this way are marked so that they do not fall apart, packaged together or packed together in a continuous area of the reel, and attached to the end face of the light guide. It is sent to the next process of assembling a color LED light source.
[0077]
When combined with the light guide, one color light source device as shown in FIG. 27 has been determined to be attached to both ends of the same color LED light source in advance, or grouped as shown in FIG. What is necessary is just to use the LED lamp which was being used.
[0078]
<< Third Embodiment >>
In the embodiment described above, the metal frame type LED lamp in which the LED chip is mounted on the metal frame has been described, but here, the substrate 201 on the flat plate often found in the surface mount type package as shown in FIG. A case of a surface mount type LED lamp in which an LED chip is bonded on top and sealed with a resin 203 will be described.
[0079]
FIG. 29 shows only one LED chip having a light emission wavelength in one package. However, as shown in FIG. 30, a plurality of LED chips having different light emission wavelengths are put in one package. It is also possible.
[0080]
In the case of such a surface mount type LED lamp, the directivity of the luminous flux is broader as shown in FIG. 31B than in the metal frame type LED lamp shown in FIG. Therefore, the shape of the light guide does not have a simple circle as a cross-sectional shape, but a shape as shown in FIG. 32 is suitable.
[0081]
A form using such a light guide is shown in FIG. In FIG. 33, LED units 11 and 21 are formed as a single unit by soldering a plurality of surface-mounted LED lamps each containing LED chips having different emission wavelengths onto a printed circuit board. One is provided at each end of the light body 31.
[0082]
The light guide 31 is made of a translucent resin such as an acrylic resin. Then, the light beam emitted from the LED lamp 1 or 2 from the incident surfaces 41 and 42 enters the light guide 31, and the light beam propagated through the light guide 31 is reflected and confused in the reflection region 5 and irradiated to the outside. The In the present embodiment, the surface of the translucent member 31 is formed into a minute sawtooth shape, and the reflective region is formed by performing aluminum vapor deposition thereon.
[0083]
FIG. 34 shows an enlarged view of the LED unit 11. The surface mount type LED lamps 11a, 11b, and 11c include LED chips having emission wavelengths of red (R), green (G), and blue (B) having different emission wavelengths. The LED unit 21 has the same structure, and has surface-mounted LED lamps 21a, 21b, and 21c in which LED chips having emission wavelengths of R, G, and B having different emission wavelengths are accommodated.
[0084]
In the present embodiment as well, the luminous flux emitted from the LED units 11 and 12 and incident on the light guide 3 from the incident surfaces 41 and 42 of the light guide 31 is the same as that shown in FIG. Reflection is repeated on the inner surface of the light body 31 to propagate through the inside. When light is incident on the reflection region 5 while repeating reflection, the light beam is reflected there, and light is emitted to the outside with the side facing the region 5 as the exit surface.
[0085]
In such a configuration, the light sources having the respective emission wavelengths, that is, the LED lamps 11a, 11b, 11c and 21a, 21b, and 21c arranged at different ends of the light guide 31 are light sources having the same emission wavelength, that is, the LED lamps. 11a and 21a, 11b and 21b, and 11c and 21c are configured to have luminous efficiencies that are close to each other. In order to configure in this way, the LED lamps may be ranked in the same manner as described in the form of the metal frame type LED lamp.
[0086]
As a ranking method, the rank of the completed LED unit is defined by the combination of the luminous efficiency ranks of the surface-mounted LED lamps of the respective emission wavelengths soldered to it, and the LED units are classified according to the defined rank. There is a method in which LED lamps belonging to the same or close ranks are always used for the color light source unit. In addition, it is necessary to know in advance the parts that will be LED lamps that will be attached to both ends of the same color LED light source in the future, and measure the luminous efficiency of the surface-mounted LED lamp in advance. There is a method of mounting a chip.
[0087]
The surface mount type LED lamp is not a single LED chip having a light emission wavelength in one package, but a unit having a plurality of LED chips having different light emission wavelengths in one package as shown in FIG. In the case where the light source has the same emission wavelength disposed at different ends of the light guide so as to have light emission efficiencies close to each other, the metal frame type LED lamp and What is necessary is just to rank by the same method.
[0088]
Furthermore, as shown in FIGS. 36 and 37, a method of bonding a plurality of LED chips having different emission wavelengths directly on the printed circuit board is also conceivable. 36 and 37, LED units 13 and 23 are LED units that are formed as a single unit by directly bonding LED chips having different emission wavelengths onto the printed circuit board 301. Each is provided. The LED chips 1a, 1b, 1c and 2a, 2b, 2c have emission wavelengths of red, green, and blue, respectively. Note that the light guide 31 shown in FIG. 37 is the same as that shown in FIG.
[0089]
FIG. 38 shows a configuration diagram of an image reading apparatus using the light source unit as described above. In FIG. 38, the light 9 irradiated from the LED lamps 11 and 21 constituting the light source unit and guided by the light guide 31 and reflected irradiates the document 10 in a line shape. The reflected light from the original 10 is imaged on the line sensor 12 formed on the substrate 14 by the equal magnification optical system 11 and converted into an image signal. The optical system may be an optical system using a reduction optical system as shown in FIG. 39 instead of the equal magnification optical system as shown in FIG.
[0090]
【The invention's effect】
The image reading apparatus according to claim 1, wherein a plurality of light sources and light emitted from the light sources having the plurality of light sources at both ends are provided. In the longitudinal direction A light guide means for irradiating the subject by guiding light, and a photoelectric conversion means for converting light from the subject irradiated by the light guide means into an image signal, The plurality of light sources are arranged separately on one end in the longitudinal direction and the other end across the light guide means, A light source having an approximate light emission characteristic is extracted from a plurality of light sources having different light emission characteristics, and the extracted light sources are arranged at both ends of the light guide means, and the light sources arranged at one of the both ends In addition, the illumination state of the subject can be made uniform by connecting the light source arranged in the other side in series.
[0091]
According to a second aspect of the present invention, in the apparatus according to the first aspect, light sources having substantially the same luminous efficiency are arranged at both ends of the light guide means. In addition to the above-described effects, the light emission efficiency of the light source can be made uniform at both ends of the light guide means.
[0092]
According to a third aspect of the present invention, in the apparatus according to the first aspect, light sources having substantially the same amount of light emission are disposed at both ends of the light guide means. In addition to the effects described above, the light emission amount of the light source can be made uniform at both ends of the light guide means.
[0093]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the image reading apparatus according to the first aspect, wherein the light sources connected in series are connected to the same power source. In addition to the effects described above, power can be supplied from the same power source to the light sources disposed at both ends of the light guide.
[0094]
According to a fifth aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the fourth aspect, the light sources connected to the same power source are connected to the same resistor. In addition to the above-described effects, the illuminance levels of the light sources arranged at both ends of the light guide means can be adjusted simultaneously.
[0095]
According to a sixth aspect of the present invention, in the apparatus according to the fifth aspect, the resistor is a variable resistor. In addition to the above-described effects, the illuminance levels of the light sources arranged at both ends of the light guide means can be adjusted more accurately.
[0096]
According to a seventh aspect of the present invention, in the apparatus according to the first aspect, the light guide means is formed of a light transmissive resin. In addition to the effects described above, the light guiding means can be easily formed using a resin.
[0097]
An image reading apparatus according to an eighth aspect of the present invention is the apparatus according to the first aspect, wherein the plurality of light sources have a plurality of different spectral characteristics. In addition to the effects described above, reading using a light source having a further different spectral characteristic can be performed.
[0098]
In the image reading apparatus according to a ninth aspect, in the apparatus according to the eighth aspect, a plurality of light sources each having different spectral characteristics are arranged at both ends of the light guide means. In addition to the effects described above, reading can be performed with a sufficient amount of light.
[0099]
According to a tenth aspect of the present invention, in the apparatus according to the eighth or ninth aspect, the light sources having the same spectral characteristics are arranged so as to have substantially the same light emission characteristics at both ends of the light guide means. In addition to the effects described above, the illumination state of the subject when the light source having the same spectral characteristics is turned on can be made uniform.
[0100]
An image reading apparatus according to an eleventh aspect is the apparatus according to the eighth to tenth aspects, wherein the light sources having the same spectral characteristics can be turned on simultaneously. In addition to the effects described above, the illumination state of the subject when the light sources having the same spectral characteristics are simultaneously turned on can be made uniform.
[0101]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the apparatus according to the eighth to tenth aspects, the plurality of light sources having different spectral characteristics can be lit independently. In addition to the effects described above, color reading can be performed.
[0102]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the apparatus of the twelfth aspect, the plurality of light sources having different spectral characteristics can be sequentially turned on. In addition to the effects described above, color reading can be performed by sequentially turning on light sources having different spectral characteristics.
[0103]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the apparatus according to the eighth to thirteenth aspects, the plurality of light sources include light sources having spectral characteristics of red, green, and blue. In addition to the effects described above, full-color reading can be performed.
[0104]
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the apparatus according to the first to fourteenth aspects, the plurality of light sources include LEDs. In addition to the effects described above, it has become possible to perform stable reading using an LED.
[0105]
17. The image reading apparatus according to claim 16, wherein the light guide means irradiates the subject in a line shape, and the photoelectric conversion means is a line sensor in the apparatus according to claims 1 to 15. It was. In addition to the effects described above, it has become possible to perform stable reading using a line sensor.
[0106]
A light source unit usable in the image reading device according to claim 17, wherein a plurality of light sources and light emitted from the light sources having the plurality of light sources at both ends are provided. In the longitudinal direction Light guide means for illuminating the subject by guiding light, The plurality of light sources are arranged separately on one end in the longitudinal direction and the other end across the light guide means, Extracting a light source having an approximate light emission characteristic from among a plurality of light sources having different light emission characteristics, arranging the extracted light sources at both ends of the light guide means, and a light source arranged at one of the both ends, The illumination state of the subject is made uniform by connecting a light source arranged on the other side in series. Then, by extracting and arranging the light source in this way, it is possible to make the irradiation state of the subject uniform.
[0107]
In the light source unit usable in the image reading device according to claim 18, in the light source unit according to claim 17, light sources having substantially the same luminous efficiency are arranged at both ends of the light guide means. In addition to the above-described effects, the light emission efficiency of the light source can be made uniform at both ends of the light guide means.
[0108]
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the light source unit usable in the image reading apparatus, in the light source unit of the seventeenth aspect, light sources having substantially the same amount of light emission are arranged at both ends of the light guide. In addition to the effects described above, the light emission amount of the light source can be made uniform at both ends of the light guide means.
[0109]
A light source unit usable in the image reading device according to claim 20 is characterized in that in the light source unit according to claim 17, the light sources connected in series are connected to the same power source. In addition to the effects described above, power can be supplied from the same power source to the light sources disposed at both ends of the light guide.
[0110]
The light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 21 is characterized in that in the light source unit according to claim 20, the light sources connected to the same power source are connected to the same resistor. In addition to the above-described effects, the illuminance levels of the light sources arranged at both ends of the light guide means can be adjusted simultaneously.
[0111]
The light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 22 is characterized in that in the light source unit according to claim 21, the resistance is a variable resistance. In addition to the above-described effects, the illuminance levels of the light sources arranged at both ends of the light guide means can be adjusted more accurately.
[0112]
In the light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 23, in the light source unit according to claim 17, the light guide means is formed of a light transmissive resin. In addition to the effects described above, the light guiding means can be easily formed using a resin.
[0113]
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, in the light source unit usable in the image reading apparatus, in the light source unit of the seventeenth aspect, the plurality of light sources are configured to have a plurality of different spectral characteristics. In addition to the effects described above, reading using a light source having a further different spectral characteristic can be performed.
[0114]
In the light source unit usable in the image reading device according to claim 25, in the light source unit according to claim 24, a plurality of light sources having different spectral characteristics are arranged at both ends of the light guide means. In addition to the effects described above, reading can be performed with a sufficient amount of light.
[0115]
27. The light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 26, wherein in the light source unit according to claim 24 or 25, light sources having the same spectral characteristics at both ends of the light guiding means have substantially the same luminous efficiency. Arranged so as to have In addition to the effects described above, the illumination state of the subject when the light source having the same spectral characteristics is turned on can be made uniform.
[0116]
In the light source unit usable in the image reading device according to claim 27, in the light source unit according to claims 24 to 26, the light sources having the same spectral characteristics can be turned on simultaneously. In addition to the effects described above, the illumination state of the subject when the light sources having the same spectral characteristics are simultaneously turned on can be made uniform.
[0117]
In the light source unit usable in the image reading device according to claim 28, in the light source unit according to claims 24 to 26, the plurality of light sources having different spectral characteristics can be lit independently. In addition to the effects described above, color reading can be performed.
[0118]
The light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 29 is the light source unit according to claim 28, wherein the plurality of light sources having different spectral characteristics can be sequentially turned on. In addition to the effects described above, color reading can be performed by sequentially turning on light sources having different spectral characteristics.
[0119]
30. The light source unit usable in the image reading device according to claim 30, wherein the plurality of light sources include light sources having spectral characteristics of red, green, and blue. The configuration. In addition to the effects described above, full-color reading can be performed.
[0120]
A light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 31 is the light source unit according to claims 17 to 30, wherein the plurality of light sources include LEDs. In addition to the effects described above, it has become possible to perform stable reading using an LED.
[0121]
In the light source unit usable in the image reading apparatus according to a thirty-second aspect, in the light source unit according to the seventeenth to thirty-first aspect, the light guiding unit is configured to irradiate the subject in a line shape. In addition to the effects described above, it has become possible to perform stable reading using an image reading apparatus using a line sensor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an image reading apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a configuration diagram of a lighting device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a configuration diagram of an LED lamp in the first embodiment.
FIG. 4 is a connection circuit diagram of the illumination device according to the first embodiment.
FIG. 5 is an illuminance distribution diagram when the red LED emits light according to the first embodiment.
FIG. 6 is a connection circuit diagram of the illumination device according to the first embodiment.
FIG. 7 is a connection circuit diagram of the illumination device according to the first embodiment.
FIG. 8 is a connection circuit diagram of the illumination device according to the first embodiment.
FIG. 9 is a diagram for explaining a manufacturing process of the LED lamp in the first embodiment.
FIG. 10 is a diagram for explaining a manufacturing process of the LED lamp according to the first embodiment.
FIG. 11 is a diagram for explaining a manufacturing process of the LED lamp in the first embodiment.
FIG. 12 is a diagram illustrating a manufacturing process of the LED lamp in the first embodiment.
FIG. 13 is a diagram illustrating a manufacturing process of the LED lamp in the first embodiment.
FIG. 14 is a diagram for explaining a manufacturing process of the LED lamp in the first embodiment.
FIG. 15 is a diagram illustrating a manufacturing process of the LED lamp in the first embodiment.
FIG. 16 is a diagram illustrating a combination of LED lamps according to the first embodiment.
FIG. 17 is a configuration diagram of an image reading apparatus according to the first embodiment.
FIG. 18 is a diagram for explaining a manufacturing process of the LED lamp in the second embodiment.
FIG. 19 is a diagram illustrating a manufacturing process of the LED lamp in the second embodiment.
FIG. 20 is a diagram for explaining a manufacturing process of the LED lamp in the second embodiment.
FIG. 21 is a diagram illustrating a manufacturing process of the LED lamp in the second embodiment.
FIG. 22 is a diagram for explaining a manufacturing process of the LED lamp in the second embodiment.
FIG. 23 is a diagram for explaining a manufacturing process of the LED lamp in the second embodiment.
FIG. 24 is a diagram illustrating a manufacturing process of the LED lamp in the second embodiment.
FIG. 25 is a diagram for explaining a manufacturing process of the LED lamp in the second embodiment.
FIG. 26 is a diagram for explaining a manufacturing process of the LED lamp in the second embodiment.
FIG. 27 is a diagram illustrating a combination of LED lamps in the second embodiment.
FIG. 28 is a diagram illustrating a combination of LED lamps in the second embodiment.
FIG. 29 is a configuration diagram of an LED lamp according to a third embodiment.
FIG. 30 is a configuration diagram of an LED lamp according to a third embodiment.
FIG. 31 is a diagram showing directivity characteristics of a metal frame type LED lamp and a surface mount type LED lamp.
FIG. 32 is a configuration diagram of a light guide in the third embodiment.
FIG. 33 is a configuration diagram of a lighting apparatus according to a third embodiment.
FIG. 34 is a configuration diagram of an LED unit according to a third embodiment.
FIG. 35 is a configuration diagram of an LED unit according to a third embodiment.
FIG. 36 is a configuration diagram of an LED unit according to a third embodiment.
FIG. 37 is a configuration diagram of a lighting apparatus according to a third embodiment.
FIG. 38 is a configuration diagram of an image reading apparatus according to a third embodiment.
FIG. 39 is a configuration diagram of an image reading apparatus according to a third embodiment.
FIG. 40 is a configuration diagram of a conventional image reading apparatus.
FIG. 41 is a configuration diagram of a conventional image reading apparatus.
FIG. 42 is a configuration diagram of a conventional lighting device.
FIG. 43 is a configuration diagram of a conventional lighting device.
FIG. 44 is a configuration diagram of a conventional LED lamp.
FIG. 45 is an illuminance distribution diagram of a conventional lighting device.
FIG. 46 is a configuration diagram of a conventional lighting device.
FIG. 47 is an illuminance distribution diagram of a conventional lighting device.
FIG. 48 is a connection circuit diagram of a conventional lighting device.
FIG. 49 is an illuminance distribution diagram of a conventional lighting device.
[Explanation of symbols]
1 LED lamp
2 LED lamp
3 Light guide
11 LED unit
12 Line sensor
21 LED unit
31 Light guide
S power supply
VRa variable resistance
VRb variable resistance
VRc variable resistance

Claims

Multiple light sources;
A light guide means for irradiating the subject by guiding the light emitted from the light source in the longitudinal direction having the plurality of light sources at both ends;
Photoelectric conversion means for converting light from the subject irradiated by the light guide means into an image signal;
The plurality of light sources are arranged separately at one end in the longitudinal direction and the other end across the light guide means, and the light emission characteristics are approximated from among the plurality of light sources having different light emission characteristics. By extracting the light source and arranging the extracted light sources at both ends of the light guide means, and connecting the light source arranged at one of the both ends and the light source arranged at the other end in series An image reading apparatus characterized in that an irradiation state of the subject is made uniform.

2. The image reading apparatus according to claim 1, wherein light sources having substantially the same light emission efficiency are disposed at both ends of the light guide.

2. The image reading apparatus according to claim 1, wherein light sources having substantially the same amount of light emission are disposed at both ends of the light guide.

2. The image reading apparatus according to claim 1, wherein the light sources connected in series are connected to the same power source.

5. The image reading apparatus according to claim 4, wherein the light sources connected to the same power source are connected to the same resistor.

6. The image reading apparatus according to claim 5, wherein the resistor is a variable resistor.

2. An image reading apparatus according to claim 1, wherein said light guide means is formed of a light transmissive resin.

The image reading apparatus according to claim 1, wherein the plurality of light sources are configured with a plurality of different spectral characteristics.

9. The image reading apparatus according to claim 8, wherein a plurality of light sources having different spectral characteristics are arranged at both ends of the light guide unit.

10. The image reading apparatus according to claim 8, wherein the light sources having the same spectral characteristics are disposed so as to have substantially the same light emission efficiency at both ends of the light guide means.

11. The image reading apparatus according to claim 8, wherein the light sources having the same spectral characteristics can be turned on simultaneously.

11. The image reading apparatus according to claim 8, wherein the plurality of light sources having different spectral characteristics can be turned on independently.

13. The image reading apparatus according to claim 12, wherein the plurality of light sources having different spectral characteristics can be sequentially turned on.

14. The image reading apparatus according to claim 8, wherein the plurality of light sources include light sources having spectral characteristics of red, green, and blue.

15. The image reading apparatus according to claim 1, wherein the plurality of light sources include LEDs.

16. The image reading apparatus according to claim 1, wherein the light guide unit irradiates the subject in a line shape, and the photoelectric conversion unit is a line sensor.

Multiple light sources;
Light guide means for irradiating the subject by guiding the light emitted from the light source in the longitudinal direction and having the plurality of light sources at both ends;
The plurality of light sources are arranged separately at one end in the longitudinal direction and the other end across the light guide means, and the light emission characteristics are approximated from among the plurality of light sources having different light emission characteristics. By extracting the light source and arranging the extracted light sources at both ends of the light guide means, and connecting the light source arranged at one of the both ends and the light source arranged at the other end in series A light source unit usable in an image reading apparatus, characterized in that the irradiation state of the subject is made uniform.

18. A light source unit usable in an image reading apparatus according to claim 17, wherein light sources having substantially the same light emission efficiency are disposed at both ends of the light guide means.

18. A light source unit usable in an image reading apparatus according to claim 17, wherein light sources having substantially the same amount of light emission are arranged at both ends of the light guide means.

18. The light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 17, wherein the light sources connected in series are connected to the same power source.

21. The light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 20, wherein the light source connected to the same power source is connected to the same resistor.

The light source unit according to claim 21, wherein the resistor is a variable resistor.

The light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 17, wherein the light guide unit is formed of a light transmissive resin.

18. The light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 17, wherein the plurality of light sources are configured of a plurality of different spectral characteristics.

25. The light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 24, wherein a plurality of light sources having different spectral characteristics are arranged at both ends of the light guide means.

26. The light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 24 or 25, wherein the light sources having the same spectral characteristics are disposed at both ends of the light guide means so as to have substantially the same luminous efficiency.

27. The light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 24, wherein the light sources having the same spectral characteristics can be turned on simultaneously.

27. The light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 24, wherein the plurality of light sources having different spectral characteristics can be turned on independently.

29. The light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 28, wherein the plurality of light sources having different spectral characteristics can be sequentially turned on.

30. The light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 24, wherein the plurality of light sources include light sources having spectral characteristics of red, green, and blue.

31. The light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 17, wherein the plurality of light sources include LEDs.

32. The light source unit usable in the image reading apparatus according to claim 17, wherein the light guide unit irradiates the subject in a line shape.