JPH07297996A - Line illuminator and image reader using the same - Google Patents
Line illuminator and image reader using the sameInfo
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Landscapes
- Light Sources And Details Of Projection-Printing Devices (AREA)
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、被照明体をライン状に
照明するライン照明装置に関し、特にファクシミリ，コ
ピー機，ハンドスキャナなどに用いられる密着型イメー
ジセンサなどの、画像読み取り装置等のライン照明に有
用なものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a line illuminating device for illuminating an object to be illuminated in a line shape, and more particularly to a line for an image reading device such as a contact type image sensor used in a facsimile, a copying machine, a hand scanner or the like. It is useful for lighting.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ファクシミリ，コピー機，ハンドスキャ
ナなどでは、原稿を読み取るためにイメージセンサなど
の画像走査装置、すなわち画像読み取り装置が用いられ
ている。このような画像読み取り装置には、縮小型，密
着型，完全密着型などの種類があり、密着型イメージセ
ンサの場合には、照明系，等倍結像光学系，センサなど
から構成されている。2. Description of the Related Art In facsimiles, copiers, hand scanners and the like, an image scanning device such as an image sensor, that is, an image reading device is used to read a document. There are various types of image reading devices such as a reduction type, a contact type, and a perfect contact type. In the case of a contact type image sensor, the image reading device includes an illumination system, a 1 × imaging optical system, a sensor, and the like. .
【０００３】そして、このような密着型イメージセンサ
は、一般的に、縮小型のイメージセンサに比べて、光路
長が短く、機器を小型化することができる。また、わず
らわしい光学調整もなく、機器への組み込みが容易であ
るメリットがあり、縮小型にかわって、多く使用される
ようになってきた。Such a contact type image sensor generally has a shorter optical path length than that of a reduction type image sensor, and the device can be downsized. In addition, there is no need for troublesome optical adjustment and there is an advantage that it can be easily incorporated into a device, and the reduced type has come to be widely used.
【０００４】このような密着型イメージセンサにおい
て、その照明装置は被照明体をセンサによる読み取りが
可能な照度以上に照明しなければならない。そして、こ
の照明装置により照明すべき範囲は、密着型イメージセ
ンサの副走査方向（以下、「長さ方向」という）にライ
ン状であって、主走査方向にはきわめて狭いものとなっ
ている。また、長さ方向において被照明体の照度にむら
があると読み取りエラーの原因になるから、前記照度は
一様であるのが望ましい。In such a contact type image sensor, the illuminating device has to illuminate the object to be illuminated with an illuminance higher than that which can be read by the sensor. The area to be illuminated by this illuminating device is line-shaped in the sub-scanning direction (hereinafter referred to as "length direction") of the contact image sensor and is extremely narrow in the main-scanning direction. Further, if the illuminance of the object to be illuminated is uneven in the length direction, it causes a reading error. Therefore, it is desirable that the illuminance is uniform.
【０００５】このような照明装置として、従来、図４お
よび図５に示すようなライン状光源ユニット４０を用い
たものあり、これが、図６に示すような密着型イメージ
センサなどの一次元画像読み取り装置に、組み込まれて
用いられている。Conventionally, such an illuminating device uses a linear light source unit 40 as shown in FIGS. 4 and 5, which is a one-dimensional image reading device such as a contact image sensor as shown in FIG. It is used by being incorporated in the device.
【０００６】このライン状光源ユニット４０は、図４に
示すように、長さ方向に沿って細長い形状のＬＥＤアレ
イであって、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの合成
樹脂をベースとしたプリント配線基板４３上に、数十個
（例えば、３４個）の照明用のＬＥＤ発光素子（すなわ
ち、ＬＥＤチップ）４１と抵抗４２とを、ワイヤボンデ
ィング４６などを用いて実装配線すると共に、各ＬＥＤ
チップ４１はエポキシ樹脂などの透明な合成樹脂４４に
より被覆されている。As shown in FIG. 4, the linear light source unit 40 is an LED array elongated along the length direction, and is a printed wiring board 43 based on a synthetic resin such as epoxy resin or phenol resin. Dozens (for example, 34) of LED light-emitting elements (that is, LED chips) 41 for illumination and resistors 42 are mounted and wired using wire bonding 46 and the like, and each LED
The chip 41 is covered with a transparent synthetic resin 44 such as an epoxy resin.
【０００７】図５には、図４に示すＬＥＤアレイ４０に
おけるＬＥＤチップ４１および抵抗４２の結線状態が示
されている。この図５において、互いに直列に接続され
た４つのＬＥＤチップ４１に１つの抵抗４２がさらに直
列に接続されて構成された直列回路４７が８組設けら
れ、これら８組の直列回路４７が互いに並列に接続され
ている。FIG. 5 shows a connection state of the LED chip 41 and the resistor 42 in the LED array 40 shown in FIG. In FIG. 5, eight LED circuits 41 connected in series to each other are provided with eight series circuits 47 each including one resistor 42 connected in series, and the eight series circuits 47 are connected in parallel. It is connected to the.
【０００８】したがって、ＬＥＤアレイ４０全体では、
３４個のＬＥＤチップ４１が用いられているが、これら
総てのＬＥＤチップ４１は、図４に示すように、プリン
ト配線基板４３上では一列に配置されている。Therefore, in the LED array 40 as a whole,
Although 34 LED chips 41 are used, all the LED chips 41 are arranged in a line on the printed wiring board 43, as shown in FIG.
【０００９】このようなライン状光源ユニット４０が、
図６に示すように密着型イメージセンサに組み込まれた
場合、ＬＥＤチップ４１から出射される光は、カバーガ
ラス２１を通過して被照明体１０に入射し、この被照明
体１０において反射してから再びカバーガラス２１を通
過して、金属フレーム６１により支持されたセルフォッ
ク（登録商標）レンズアレイ（以下、「ＳＬＡ」（登録
商標）という）などのロッドレンズアレイ３１に入射
し、この結果、このＳＬＡ３１により被照明体１０の像
が、蓋体２３に設けられた光電変換素子３２上に形成さ
れる。Such a line-shaped light source unit 40 is
When incorporated in a contact image sensor as shown in FIG. 6, the light emitted from the LED chip 41 passes through the cover glass 21, enters the illuminated object 10, and is reflected by the illuminated object 10. Through the cover glass 21 again, and enters the rod lens array 31 such as the SELFOC (registered trademark) lens array (hereinafter referred to as “SLA” (registered trademark)) supported by the metal frame 61, and as a result, An image of the illuminated body 10 is formed by the SLA 31 on the photoelectric conversion element 32 provided on the lid body 23.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする問題点】ところで、このよう
な従来のライン状光源ユニットにおいては、ＬＥＤチッ
プ４１から発光する光を、効率的に使っているとは言え
ない点があった。つまり、実際に有効な光は、被照明体
１０の細い読み取りラインに当たった光のみであり、そ
の他の光は無駄な光となっていた。By the way, in such a conventional linear light source unit, there is a point that the light emitted from the LED chip 41 cannot be used efficiently. That is, the actually effective light is only the light that hits the thin reading line of the illuminated body 10, and the other light is wasted light.
【００１１】本発明では、ライン状光源ユニットから照
射される光を被照明体の照明に効果的に利用することに
より、搭載するＬＥＤ発光素子数を少なくしても、充分
な被照明体照度と照度むらの小さいライン照明装置を提
供することを目的とする。According to the present invention, the light emitted from the line-shaped light source unit is effectively used for illuminating the object to be illuminated, so that even if the number of mounted LED light emitting elements is reduced, sufficient illumination of the object to be illuminated can be obtained. It is an object of the present invention to provide a line lighting device with small unevenness in illuminance.
【００１２】[0012]
【問題点を解決するための手段】そこで、本発明では、
複数の発光素子を配列した光源ユニットに、直方体の透
光性ロッドの長手方向の一側面を当接配置したライン照
明装置であって、前記透光性ロッドは、該ロッドの前記
光源ユニットの主走査方向の長さをＴ、該ロッドの前記
光源ユニットの光軸方向の辺の長さをＬ、該ロッドの屈
折率をｎ、前記光源ユニットの副走査方向における発光
素子の配列ピッチをｐとするとき、 Ｌ＞１／２・ｐ（ｎ2−１）1/2，Ｌ＞Ｔ の関係式を満足するライン照明装置を提供する。Therefore, according to the present invention,
A line illuminating device in which one side surface in the longitudinal direction of a translucent rod of a rectangular parallelepiped is arranged in contact with a light source unit in which a plurality of light emitting elements are arranged, wherein the translucent rod is a main part of the light source unit of the rod. The length in the scanning direction is T, the length of the side of the rod in the optical axis direction of the light source unit is L, the refractive index of the rod is n, and the arrangement pitch of the light emitting elements in the sub-scanning direction of the light source unit is p. In this case, a line illuminator that satisfies the relational expressions L> 1/2 · p (n 2 −1) 1/2 and L> T is provided.
【００１３】以下に、本発明における透光性ロッドと複
数の発光素子を配列した光源ユニットについて詳しく説
明する。まず図２に、透光性ロッド５０、チップ型ＬＥ
Ｄ５１、およびフレキシブル配線基板５２からなるＬＥ
Ｄ光源ユニットの断面図を示した。なお、（Ｂ）は部分
拡大図である。The light source unit in which the translucent rod and the plurality of light emitting elements are arranged in the present invention will be described in detail below. First, referring to FIG. 2, the translucent rod 50 and the chip type LE.
LE including D51 and flexible wiring board 52
The sectional view of the D light source unit is shown. Note that (B) is a partially enlarged view.
【００１４】図２では、例えばフレキシブル配線基板５
２上に、複数個のチップ型ＬＥＤ５１が、半田５４によ
り半田付け接続されている。フレキシブル配線基板５２
に半田付けされたチップ型ＬＥＤ５１は、透明（透光
性）樹脂５３にて、透明ロッド５０に接着固定されてい
る。また、この透明樹脂は、前記透明ロッドと屈折率の
マッチングをとられていることが望ましい。In FIG. 2, for example, the flexible wiring board 5 is used.
A plurality of chip-type LEDs 51 are soldered and connected to the top of the two by solder 54. Flexible wiring board 52
The chip-type LED 51 soldered to is bonded and fixed to the transparent rod 50 with a transparent (translucent) resin 53. Further, it is desirable that the transparent resin has a refractive index matching with that of the transparent rod.
【００１５】なおここで、前記透光性ロッドは、該ロッ
ドの前記光源ユニットの主走査方向の長さをＴ、該ロッ
ドの前記光源ユニットの副走査方向の長さをＷ、該ロッ
ドの前記光源ユニットの光軸方向の辺の長さをＬ、該ロ
ッドの屈折率をｎ、前記光源ユニットの副走査方向にお
ける発光素子であるチップ型ＬＥＤ５１の配列ピッチを
ｐとする。Here, in the translucent rod, the length of the rod in the main scanning direction of the light source unit is T, the length of the rod in the sub scanning direction of the light source unit is W, and the length of the rod is It is assumed that the length of the side of the light source unit in the optical axis direction is L, the refractive index of the rod is n, and the arrangement pitch of the chip-type LEDs 51, which are light emitting elements in the sub-scanning direction of the light source unit, is p.
【００１６】図３の（Ａ）と（Ｂ）には、光の進路を説
明するために、透光性ロッド５０とチップ型ＬＥＤ５１
からなるライン状光源ユニットの、主走査方向と副走査
方向の断面を図示した。In FIGS. 3A and 3B, a translucent rod 50 and a chip type LED 51 are shown in order to explain the path of light.
The cross section in the main scanning direction and the sub-scanning direction of the linear light source unit composed of is shown.
【００１７】まず、前記副走査方向の断面上を進む光に
ついて考える。図３の（Ａ）において、チップ型ＬＥＤ
５１から発光した光は、透光性ロッド５０の出射面５０
Ａで空気との界面に達する。この光のうち、入射角θ＞
ｓｉｎ（１／ｎ）の光は、全反射により再び透光性ロッ
ド５０の内部に戻される。一方、入射角θ＜ｓｉｎ（１
／ｎ）の光は、そのまま出射面５０Ａから空気中へ出射
される。First, consider the light traveling on the cross section in the sub-scanning direction. In FIG. 3A, a chip type LED
The light emitted from 51 is emitted from the light emitting surface 50 of the translucent rod 50.
At A, the interface with air is reached. Of this light, the incident angle θ>
The light of sin (1 / n) is returned to the inside of the translucent rod 50 by total reflection. On the other hand, the incident angle θ <sin (1
The light of / n) is directly emitted from the emission surface 50A into the air.
【００１８】例えば、ｎ＝１．５とすると、その臨界角
は約４１．８度となり、４１．８度を超える入射角の光
は界面で全反射をし、４１．８度以下の入射角の光は空
気中へ出射されることになる。For example, when n = 1.5, the critical angle is about 41.8 degrees, and light with an incident angle exceeding 41.8 degrees undergoes total reflection at the interface, and an incident angle of 41.8 degrees or less. Light is emitted into the air.
【００１９】この場合、前記透光性ロッド５０のＬが充
分大きくないと、全反射により透明ロッド５０の出射面
５０Ａから出射されない領域が発生し、大きな照度むら
を生じ得ることになる。したがって、大きな照度むらを
生じさせないためには、透光性ロッド５０の長さ方向の
全体にわたって、チップ型ＬＥＤ５１からの光の入射角
が大きく、全反射しかしない領域をなくして、全幅にわ
たって必ず光が出射されるようにする必要がある。そこ
で、全反射のみの領域が存在しない条件を以下に求め
る。In this case, if L of the translucent rod 50 is not sufficiently large, a region where light is not emitted from the emission surface 50A of the transparent rod 50 is generated due to total reflection, which may cause a large unevenness of illuminance. Therefore, in order not to cause a large unevenness of illuminance, the light incident from the chip-type LED 51 is large over the entire length of the translucent rod 50, and the region where only the total reflection is performed is eliminated, so that the light is always emitted over the entire width. Need to be emitted. Therefore, the condition under which there is no total reflection only region is obtained below.
【００２０】図３の（Ａ）に示したように、全反射する
可能性の１番可能性の高い位置は、隣接するチップ型Ｌ
ＥＤ５１の中間に位置する透光性ロッド５０の出射側長
さ方向の位置（図のＫ点）となる。Ｋ点において、チッ
プ型ＬＥＤ５１から入射する光が全反射しない条件を算
出すると、 Ｌ＞１／２・ｐ（ｎ2−１）1/2 となる。なお、ここで空気の屈折率は１とした。したが
って、透光性ロッド５０のＬは、上式を満足することが
重要である。As shown in FIG. 3A, the position having the highest possibility of total reflection is the adjacent chip type L.
This is the position (point K in the figure) in the emission side length direction of the translucent rod 50 located in the middle of the ED 51. When the condition that the light incident from the chip-type LED 51 is not totally reflected at the point K is calculated, it becomes L> 1/2 · p (n 2 −1) 1/2 . The refractive index of air is 1 here. Therefore, it is important that L of the translucent rod 50 satisfies the above formula.
【００２１】なお、Ｌが大きくなりすぎると、照度むら
は小さくなるものの、前記ロッドの両端部から光が逃げ
てしまうようになることと、照明装置そのものが大きく
なりすぎてしまう。したがってＬの上限は、発光素子の
配列ピッチｐの２倍程度までが実用的である。If L becomes too large, the illuminance unevenness becomes small, but the light escapes from both ends of the rod and the illuminating device itself becomes too large. Therefore, it is practical that the upper limit of L is about twice the arrangement pitch p of the light emitting elements.
【００２２】つぎに、前記ロッドの幅方向の断面上を進
む光について考える。同様に、図３の（Ｂ）において、
チップ型ＬＥＤ５１から発光した光は、まず透光性ロッ
ド５０の側面５０Ｂで空気との界面に達する。この光の
うち、入射角θ＞ｓｉｎ（１／ｎ）の光は、全反射によ
り再び透光性ロッド５０の内部に戻される。一方、入射
角θ＜ｓｉｎ（１／ｎ）の光は、そのまま側面５０Ｂか
ら空気中へ出射される。Next, consider the light traveling on the cross section of the rod in the width direction. Similarly, in FIG.
The light emitted from the chip type LED 51 first reaches the interface with the air on the side surface 50B of the translucent rod 50. Of this light, the light having the incident angle θ> sin (1 / n) is returned to the inside of the translucent rod 50 by the total reflection. On the other hand, the light having the incident angle θ <sin (1 / n) is directly emitted from the side surface 50B into the air.
【００２３】したがって、透明ロッド５０の側面５０Ｂ
への光入射角４１．８度以内の光は、ロッド側面５０Ｂ
の界面で全反射され、空気中へは逃げて行かず、透光性
ロッド５０内を伝わって被照明体１０の読み取りライン
に近いロッド出射面５０Ａから出射され、被照明体１０
を有効的に照らす光として働く。なおこのためには、前
記ロッドの短辺寸法Ｔは、少なくとも、Ｌ＞Ｔ なる関
係を満足することが必要であり、さらには、Ｔはできる
だけ小さいことが好ましい。前記寸法Ｔが小さいと、Ｌ
ＥＤ５１から発した光のうちは、前記ロッド５０の側面
５０Ｂへの入射角が小さい光が多くなり、その結果、被
照明体１０を有効的に照らす光となる。Therefore, the side surface 50B of the transparent rod 50 is
Light incident to the rod side surface 50B within 41.8 degrees
Is totally reflected at the interface of the illuminated object 10 and does not escape into the air, but is transmitted through the transparent rod 50 and is emitted from the rod emission surface 50A near the reading line of the illuminated object 10 to be illuminated.
It works as a light that illuminates effectively. For this purpose, the short side dimension T of the rod needs to satisfy at least the relation L> T, and it is preferable that T is as small as possible. If the dimension T is small, L
Of the light emitted from the ED 51, a large amount of light has a small angle of incidence on the side surface 50B of the rod 50, and as a result, the light illuminates the illuminated body 10 effectively.
【００２４】なお、Ｔが小さくなりすぎると、発光素子
からの光を有効に前記ロッド内に取り込むことができな
いため、照度そのものが低下してしまう。したがってＴ
の下限は、発光素子の有効発光径より大きいことが望ま
しい。If T is too small, the light from the light emitting element cannot be effectively taken into the rod, so that the illuminance itself is lowered. Therefore T
The lower limit of is preferably larger than the effective light emission diameter of the light emitting element.
【００２５】上述の条件を満たすことで、透光性ロッド
５０の長さ方向の全体にわたって、光を出射することが
でき、被照明体１０の読み取りラインの照度を、同じＬ
ＥＤを用いた従来の方式に比べて、より明るくすること
が可能となる。By satisfying the above conditions, light can be emitted over the entire length of the light transmitting rod 50, and the illuminance of the reading line of the illuminated body 10 is the same L.
It becomes possible to make it brighter than the conventional method using the ED.
【００２６】[0026]
【作用】複数個の発光素子から発光した光は、板状の透
光性ロッド内を一部全反射しながら伝わるので、透光性
ロッドの長さ方向（副走査方向）以外にはほとんど拡散
しない。高い照度と照度むらの小さい、光効率の優れた
ライン照明装置が得られる。The light emitted from the plurality of light emitting elements is transmitted while being totally reflected inside the plate-shaped light-transmitting rod, so that it is almost diffused except in the length direction (sub-scanning direction) of the light-transmitting rod. do not do. A line illuminator with high illuminance and small illuminance unevenness and excellent light efficiency can be obtained.
【００２７】[0027]
【実施例】まず、上述したライン照明装置の条件を満足
する実施例について述べる。これは、Ａ４原稿用の照明
装置の例である。光学ガラス（ＢＫ７：ｎ＝１．５２）
製ロッドを用い、前記ロッドの寸法は、Ｗ＝２２４ｍ
ｍ，Ｔ＝１．５ｍｍ，Ｌ＝１０ｍｍ である。また、発
光素子にはチップ型ＬＥＤを用い、このＬＥＤの配列ピ
ッチｐはＰ＝１４ｍｍであり、この場合１６個のＬＥＤ
が実装された。また、チップ型ＬＥＤ５１の実装用基板
として、フレキシブル配線基板を使用している。さら
に、チップ型ＬＥＤは、前記透明ロッドと屈折率のマッ
チングをとられている透明（透光性）樹脂にて、前記ロ
ッドに接着固定されている。EXAMPLE First, an example which satisfies the above-mentioned conditions of the line illuminator will be described. This is an example of an illumination device for A4 originals. Optical glass (BK7: n = 1.52)
The rod size is W = 224m.
m, T = 1.5 mm and L = 10 mm. Further, a chip type LED is used as the light emitting element, and the arrangement pitch p of the LEDs is P = 14 mm. In this case, 16 LEDs are used.
Was implemented. Further, a flexible wiring board is used as a mounting board for the chip type LED 51. Furthermore, the chip-type LED is adhesively fixed to the rod with a transparent (translucent) resin whose refractive index is matched with that of the transparent rod.
【００２８】また、チップ型ＬＥＤ５１の実装用基板と
して、フレキシブル配線基板５２を使用すると、エポキ
シやフェノール基板等のリジット配線基板と比べて以下
のメリットが生じる。 外部の駆動回路の接続用コネクターの電線を一体化で
きる。 基板が薄くできるので、照明装置の小型化ができ、さ
らに、放熱性がよくなるのでＬＥＤの発熱を金属フレ−
ムに逃がし易く、装置の寿命がのびる。 透光性ロッドとチップ型ＬＥＤを接着すると、透光性
ロッドと配線基板間の熱膨張係数の違いによるストレス
が信頼性上問題となるが、フレキシブル配線基板は柔軟
性があるので信頼性が上がる。Further, when the flexible wiring board 52 is used as a mounting board for the chip type LED 51, the following merits are produced as compared with a rigid wiring board such as an epoxy or phenol board. The electric wire of the connector for connecting the external drive circuit can be integrated. Since the substrate can be made thinner, the lighting device can be made smaller, and the heat dissipation can be improved, so the heat generated by the LED can be prevented
It is easy to release it to the system and the life of the device is extended. When the translucent rod and the chip-type LED are bonded together, stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the translucent rod and the wiring board poses a reliability problem, but the flexible wiring board has flexibility, so the reliability increases. .
【００２９】この実施例の照明装置の照度は、図４に示
した従来の照明装置（ＬＥＤ３４個実装のもの）に比べ
て、照度および照度むらとも同等のデータが得られた。With respect to the illuminance of the illuminating device of this embodiment, the same data as the illuminance and the illuminance unevenness were obtained as compared with the conventional illuminating device (having 34 LEDs mounted) shown in FIG.
【００３０】つぎに、このライン照明装置を用いた搭載
した密着型イメージセンサの一構成例について示す。図
１は、本発明のライン照明装置を搭載した密着型イメー
ジセンサの断面図である。図１において、図６に示した
従来の光源ユニットを使った密着型イメージセンサとの
相違点は、カバーガラス２１とほぼ平行に、フレキシブ
ル配線基板５２の上にほぼ等間隔で実装した多数個のチ
ップ型ＬＥＤ５１（ＬＥＤチップを基板に実装し、エポ
キシ樹脂で封止したＬＥＤ）と透光性ロッド５０からな
るＬＥＤ光源ユニットを配設し、さらに、金属フレーム
６１の反射面６２を効果的に利用したところにある。Next, an example of the structure of a contact image sensor equipped with this line illumination device will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view of a contact image sensor equipped with the line lighting device of the present invention. 1 is different from the contact type image sensor using the conventional light source unit shown in FIG. 6 in that it is mounted on a flexible wiring board 52 at substantially equal intervals substantially parallel to the cover glass 21. An LED light source unit including a chip-type LED 51 (LED on which a LED chip is mounted on a substrate and sealed with an epoxy resin) and a translucent rod 50 is arranged, and furthermore, a reflecting surface 62 of a metal frame 61 is effectively used. It is in the place where it was done.
【００３１】さらに、透光性ロッド５０の出射面５０Ａ
から出射した光は、金属フレーム６１の反射面６２によ
り反射され、被照明体１０の読み取りラインに向けて照
射され、更なる照度アップをもたらすとともに、チップ
型ＬＥＤ５１のピッチに起因する照度むらの低減にも寄
与する。その結果、従来方式のライン照明装置と比較し
て、照明効率が良く、照度むらのリップルも低減出来る
ので、その結果、搭載するチップ型ＬＥＤ５１の使用数
を従来より減らすことも可能となる。Further, the emitting surface 50A of the light transmitting rod 50
The light emitted from is reflected by the reflection surface 62 of the metal frame 61 and irradiated toward the reading line of the illuminated body 10 to further increase the illuminance and reduce the illuminance unevenness due to the pitch of the chip type LEDs 51. Also contribute to. As a result, as compared with the conventional line illuminator, the illumination efficiency is good and the ripple of uneven illuminance can be reduced. As a result, the number of mounted chip LEDs 51 can be reduced as compared with the conventional one.
【００３２】以上により、透光性ロッド５０の長さ方向
の全長にわたって、光を出射することができる。しかし
ながら、チップ型ＬＥＤの前面に透光性ロッドを配置し
たといえども、Ｌをある程度大きくしないと、チップ型
ＬＥＤのピッチに対応した照度むらがどうしても存在す
る。一方、Ｌをやみくもに大きくすることは、必ずしも
得策ではない。また、出射した光が全て被照明体１０に
到達する訳でもない。As described above, light can be emitted over the entire length of the translucent rod 50 in the longitudinal direction. However, even if the translucent rod is arranged on the front surface of the chip type LED, if L is not increased to some extent, there is inevitably an uneven illuminance corresponding to the pitch of the chip type LED. On the other hand, blindly increasing L is not always a good idea. Further, not all the emitted light reaches the illuminated body 10.
【００３３】そこで、照度むらの改善のと出射した光を
有効に利用する目的で、金属フレーム６１に反射面６２
を設け、透光性ロッド５０から出射した光のうち、金属
フレーム６１の反射面６２に達した光（反射面がなけれ
ば無効になる光）を被照明体１０に向けて反射させる構
造をとった。これにより、被照明体１０の照度アップが
図られるとともに、照度むらの低減にも寄与する。Therefore, for the purpose of improving the unevenness of illuminance and effectively utilizing the emitted light, the reflecting surface 62 is provided on the metal frame 61.
Of the light emitted from the translucent rod 50, the light reaching the reflection surface 62 of the metal frame 61 (light that is invalid if there is no reflection surface) is reflected toward the illuminated body 10. It was As a result, the illuminance of the illuminated body 10 is increased, and at the same time, it contributes to the reduction of illuminance unevenness.
【００３４】すなわち、透光性ロッド５０の出射点で
は、チップ型ＬＥＤ５１のピッチに対応する照度むらが
存在しているが、その光が反射面６２から反射し、その
光が被照明体１０に達するまでに光が拡散し、照度むら
の低減の効果がある。なお、この反射面の形状は、ある
傾きを持った平面、または凹面等を採用することができ
る。その傾きの角度は、透光性ロッド５０，被照明体１
０，金属フレーム６１等の位置関係により、効率のよい
値に設定される。さらに、その材質は、アルミニウム材
による光沢面、スズめっきや金属フレーム６１に光沢の
あるテープを貼り付ける等が挙げられる。That is, at the emission point of the translucent rod 50, there is illuminance unevenness corresponding to the pitch of the chip type LEDs 51, but the light is reflected from the reflecting surface 62, and the light is reflected on the illuminated body 10. By the time the light reaches, the light diffuses, which has the effect of reducing uneven illuminance. The shape of the reflecting surface may be a flat surface having a certain inclination, a concave surface, or the like. The angle of the inclination is the translucent rod 50 and the illuminated object 1.
It is set to an efficient value depending on the positional relationship of 0, the metal frame 61, and the like. Further, as the material, a glossy surface made of an aluminum material, tin plating, affixing a glossy tape to the metal frame 61, and the like can be cited.
【００３５】また、光源ユニットの金属フレーム６１へ
の取り付け固定は、フレキシブル配線基板５２の裏面に
両面接着テープを用いて、金属フレーム６１へ接着す
る。また、透光性ロッド５０の材質は、ガラスやアクリ
ル、ポリカーボネート等の透明樹脂が挙げられる。The light source unit is attached and fixed to the metal frame 61 by using a double-sided adhesive tape on the back surface of the flexible wiring board 52 and adhering to the metal frame 61. The material of the translucent rod 50 may be transparent resin such as glass, acrylic, or polycarbonate.
【００３６】[0036]
【発明の効果】上述のライン照明装置では、従来方式よ
りも格段に効率の良い照明が可能であり、使用するＬＥ
Ｄ発光素子の個数を減らすことができ、ひいては当該装
置のコストダウン、コンパクト化、消費電力の低減に有
効である。As described above, the above line lighting device is capable of illuminating much more efficiently than the conventional system, and the LE to be used.
The number of D light emitting elements can be reduced, which is effective for cost reduction, size reduction, and power consumption reduction of the device.
【００３７】さらに、この照明装置を用いた画像読み取
り装置では、装置の小型化が可能であり、また前記照明
装置をその光軸が前記原稿面に対してほゞ平行になるよ
うに配置し、かつ前記読み取り装置フレームに平面また
は凹面の反射面を設けることによって、照度むらをより
低減することができる。Furthermore, in the image reading apparatus using this illuminating device, the size of the device can be reduced, and the illuminating device is arranged so that its optical axis is substantially parallel to the original surface, In addition, by providing the reading device frame with a flat or concave reflecting surface, it is possible to further reduce the uneven illuminance.
【図１】本発明のライン照明装置を組み込んだ密着型イ
メージセンサの一実施例の断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of a contact image sensor incorporating the line lighting device of the present invention.
【図２】本発明のライン状光源ユニットの副走査方向の
構造図。（Ａ）は全体図、（Ｂ）は部分拡大図。FIG. 2 is a structural diagram of a linear light source unit of the present invention in a sub-scanning direction. (A) is an overall view and (B) is a partially enlarged view.
【図３】本発明における光の進路を説明するための断面
図。（Ａ）は副走査方向、（Ｂ）は主走査方向のそれで
ある。FIG. 3 is a sectional view for explaining the path of light in the present invention. (A) is that in the sub-scanning direction, and (B) is that in the main-scanning direction.
【図４】（Ａ）は従来の密着型イメージセンサに組み込
まれているライン状光源ユニット（ＬＥＤアレイ）の平
面図、（Ｂ）は側面図である。FIG. 4A is a plan view of a linear light source unit (LED array) incorporated in a conventional contact image sensor, and FIG. 4B is a side view.
【図５】図４に示すＬＥＤアレイの回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of the LED array shown in FIG.
【図６】図４および図５に示すＬＥＤアレイを組み込ん
だ従来の密着型イメージセンサの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional contact image sensor incorporating the LED array shown in FIGS. 4 and 5.
１０ 被照明体 ２１ カバーガラス ２２ 光軸 ２３ 蓋体 ３１ ロッドレンズアレイ ３２ 光電変換素子 ４０ ライン状光源ユニット（ＬＥＤアレイ） ４１ ＬＥＤ発光素子 ４２ 抵抗 ４３ プリント配線基板 ４４ 透明な合成樹脂 ４６ ワイヤボンディング ４７ 直列回路 ５０ 透光性ロッド ５０Ａ 透光性ロッドの出射面 ５０Ｂ 透光性ロッドの側面 ５１ チップ型ＬＥＤ ５２ フレキシブル配線基板 ５３ 透明（透光性）樹脂 ５４ 半田 ６１ 金属フレーム ６２ 反射面 10 Illuminated Object 21 Cover Glass 22 Optical Axis 23 Lid 31 Rod Lens Array 32 Photoelectric Conversion Element 40 Line Light Source Unit (LED Array) 41 LED Light Emitting Element 42 Resistor 43 Printed Wiring Board 44 Transparent Synthetic Resin 46 Wire Bonding 47 Series Circuit 50 Translucent rod 50A Transmissive rod emission surface 50B Translucent rod side surface 51 Chip type LED 52 Flexible wiring board 53 Transparent (translucent) resin 54 Solder 61 Metal frame 62 Reflective surface
Claims (4)
に、直方体の透光性ロッドの長手方向の一側面を当接配
置したライン照明装置であって、前記透光性ロッドは、
該ロッドの前記光源ユニットの主走査方向の長さをＴ、
該ロッドの前記光源ユニットの光軸方向の辺の長さを
Ｌ、該ロッドの屈折率をｎ、前記光源ユニットの副走査
方向における発光素子の配列ピッチをｐとするとき、 Ｌ＞１／２・ｐ（ｎ2−１）1/2，Ｌ＞Ｔ の関係式を満足することを特徴とするライン照明装置。1. A line lighting device comprising a light source unit in which a plurality of light emitting elements are arranged, and one side surface of a translucent rod of a rectangular parallelepiped is arranged in contact with the light source unit, wherein the translucent rod comprises:
The length of the rod in the main scanning direction of the light source unit is T,
When the length of the side of the rod in the optical axis direction of the light source unit is L, the refractive index of the rod is n, and the arrangement pitch of the light emitting elements in the sub-scanning direction of the light source unit is p, L> 1/2 A line lighting device characterized by satisfying a relational expression of p (n 2 −1) 1/2 and L> T.
て、前記発光素子はＬＥＤであり、フレキシブル配線基
板に実装されているライン照明装置。2. The line lighting device according to claim 1, wherein the light emitting element is an LED and is mounted on a flexible wiring board.
て、 前記光源ユニットのＬＥＤ発光素子が、前記透光性ロッ
ドに該ロッドと屈折率のほぼ等しい透明性樹脂にて、接
着固定されているライン照明装置。3. The line lighting device according to claim 1, wherein the LED light emitting element of the light source unit is adhesively fixed to the translucent rod with a transparent resin having a refractive index substantially equal to that of the rod. Line lighting device.
と、前記照明装置で照明された原稿面からの反射光を読
み取る光学装置を備えた画像読み取り装置において、 前記ライン照明装置は、複数の発光素子を配列した光源
ユニットに、直方体の透光性ロッドの長手方向の一側面
を当接配置し、前記透光性ロッドは、該ロッドの前記光
源ユニットの主走査方向の長さをＴ、該ロッドの前記光
源ユニットの光軸方向の辺の長さをＬ、該ロッドの屈折
率をｎ、前記光源ユニットの副走査方向における発光素
子の配列ピッチをｐとするとき、 Ｌ＞１／２・ｐ（ｎ2−１）1/2，Ｌ＞Ｔ の関係式を満足し、さらに前記発光素子はＬＥＤであ
り、フレキシブル配線基板に実装されており、前記ＬＥ
Ｄは前記透光性ロッドに該ロッドと屈折率のほぼ等しい
透明性樹脂にて接着固定されており、さらにその光軸が
前記原稿面に対してほゞ平行になるように配置されてお
り、 かつ前記読み取り装置のフレームには、前記照明装置か
ら出射される光を前記原稿面側に反射させる反射面を備
えており、該反射面は平面または凹面であることを特徴
とする画像読み取り装置。4. An image reading apparatus comprising: a line illuminating device having a plurality of light emitting elements; and an optical device for reading reflected light from a document surface illuminated by the illuminating device, wherein the line illuminating device has a plurality of light emitting elements. One side surface in the longitudinal direction of a translucent rod of a rectangular parallelepiped is arranged in contact with a light source unit in which elements are arranged, and the translucent rod has a length T of the rod in the main scanning direction of the light source unit, When the length of the side of the rod in the optical axis direction of the light source unit is L, the refractive index of the rod is n, and the arrangement pitch of the light emitting elements in the sub-scanning direction of the light source unit is p, L> 1/2. p (n 2 −1) 1/2 , the relational expression of L> T is satisfied, and the light emitting element is an LED mounted on a flexible wiring board.
D is adhesively fixed to the translucent rod with a transparent resin having a refractive index substantially equal to that of the rod, and is arranged so that its optical axis is substantially parallel to the original surface. Further, the frame of the reading device is provided with a reflecting surface for reflecting the light emitted from the illuminating device to the document surface side, and the reflecting surface is a flat surface or a concave surface.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6089309A JPH07297996A (en) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | Line illuminator and image reader using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6089309A JPH07297996A (en) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | Line illuminator and image reader using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07297996A true JPH07297996A (en) | 1995-11-10 |
Family
ID=13967072
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6089309A Pending JPH07297996A (en) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | Line illuminator and image reader using the same |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07297996A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10190959A (en) * | 1996-12-27 | 1998-07-21 | Rohm Co Ltd | Image reader, linear light source device used therefor, and light-transmitting member |
| JP2006021384A (en) * | 2004-07-07 | 2006-01-26 | Rohm Co Ltd | Image forming apparatus |
| JP2006243258A (en) * | 2005-03-02 | 2006-09-14 | Ricoh Co Ltd | Illuminator, image reader and image forming apparatus |
| JP2006527416A (en) * | 2003-06-10 | 2006-11-30 | サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド | Compact light source module and projection type image display apparatus using the same |
| JP2014161058A (en) * | 2014-04-04 | 2014-09-04 | Ricoh Co Ltd | Illumination device, image reading device, and image forming apparatus |
-
1994
- 1994-04-27 JP JP6089309A patent/JPH07297996A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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