JPH08154150A

JPH08154150A - 画像入力装置及び発光装置

Info

Publication number: JPH08154150A
Application number: JP6293217A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Fujinawa; 展宏藤縄; Toshiya Aikawa; 敏哉相川
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-11-28
Filing date: 1994-11-28
Publication date: 1996-06-11

Abstract

(57)【要約】【目的】照明光の光量の確保と照明波形の均一化を両
立させる。【構成】光量が少なく個数の多い緑のＬＥＤ２２を拡
散性のない透明樹脂３４で封止し、光量が多く個数の少
ない赤のＬＥＤ２３及び青のＬＥＤ２１を拡散性のある
半透明樹脂３３で封止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原稿の画像を入力して
電気信号に変換する画像入力装置及びそれに用いられる
発光装置に係り、特に、光源から発する光の光量の確保
と、照明波形の均一化を両立することのできる画像入力
装置及び光源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８乃至図１２に従来の画像入力装置の
一例の構成を示す。図８及び図９において、画像入力装
置は、光源１から発する照明光を原稿２上に導く照明部
３と、原稿２を保持して移動するキャリッジ４と、原稿
２を透過する透過光を撮像素子であるラインセンサ（Ｃ
ＣＤ）５上に結像する投影部６とから構成されている。

【０００３】照明部３は、板状のベース部材７上に、放
射状に光を発する光源１と、光の向きを変え、原稿面上
で線状になるようにする第１ミラー８、第２ミラー９が
取り付けられてなっている。さらに、光源１、第１ミラ
ー８、第２ミラー９を覆うように配置されるとともに、
照明光の透過するスリット１０を有する照明部蓋部材１
１が、ベース部材７に、爪状の引っかけ部１１ａによっ
て固定されている。光源１から発せられた光は、第１ミ
ラー８により原稿面上で線状になるように集光され、第
２ミラー９により原稿方向、すなわち垂直方向へ曲げら
れる。

【０００４】従って、第２ミラー９からの光が、蓋部材
１１のスリット１０を通過する付近では、細長い略長方
形の形状となる。蓋部材１１に設けられるスリット１０
は、照明光が通過するのに必要な大きさがあればよいの
で、光の形状よりやや大きい程度の長方形状になってい
る。また、スリット１０の一部は、内側に板１１ｂが曲
げられており、ベース部材７の前面に設けられた開口部
１２からの外光が、スリット１０を通って光源１に到達
するのを防いでいる。

【０００５】第１ミラー８としてはトーリックミラーを
用いている。トーリックミラー８は図１０に示すように
原稿面２ａに対して平行の方向の第１の曲率を有する曲
面Ｒ１と、原稿面２ａに対して直角の方向の第２の曲率
を有する曲面Ｒ２とが複合されて形成されている。そし
て曲面Ｒ１により光源１から放射される光１ａを原稿面
２ａの位置において読取リ１ライン分の幅を照明するよ
うにしており、また曲面Ｒ２により光源１の光源像を原
稿面２ａ上に結像させている。

【０００６】原稿２を挟んで保持する上キャリッジ４ａ
と、下キャリッジ４ｂとは、平行に配置された２本のガ
イドバー１３に案内され、左右方向に移動可能である。
上キャリッジ４ａの一部には、図示しないラック部が設
けられており、これと図示しないステッピングモータ等
により駆動されるピニオンにより、キャリッジ４が左右
に移動する。

【０００７】投影部６は、第３ミラー１４、レンズ１
５、ＣＣＤ５と、全体を覆うと同時に原稿透過光の通過
するスリット１６の設けられた投影部蓋部材１７から構
成されている。また、投影部蓋部材１７のスリット１６
も、照明部蓋部材１１と同様に、板１７ａが内側に曲げ
られており、開口部１２からの外光が、スリット１６を
通って直接投影部６の内側に侵入するのを防いでいる。
また、照明部蓋部材１１、投影部蓋部材１７ともに、そ
れ自身外光を反射しないよう、表面は黒色で艶消し処理
がなされている。そして照明部３によって照明された原
稿２の画情報は、第３ミラー１４により反射しレンズ１
５によりＣＣＤ５に結像する。

【０００８】図１１および図１２に光源１の構成を示
す。光源１は、６個の発光素子としての青（Ｂ）のＬＥ
Ｄ２１、４個の緑（Ｇ）のＬＥＤ２２および２個の赤
（Ｒ）のＬＥＤ２３を有しており、各ＬＥＤ２１、２
２、２３は、ステム２４に実装されている。また、６個
の青のＬＥＤ２１は、一直線上に配列され、緑のＬＥＤ
２２および赤のＬＥＤ２３は、平行の一直線上にＧＲＧ
ＧＲＧの順に配列されている。そして、各ＬＥＤ２１，
２２，２３から発し、光源１に設けられた反射ミラー２
５の両面により反射した光の光軸は、同一平面上に位置
している。

【０００９】１２個のＬＥＤ２１，２２，２３は、導電
性材料で板状に形成されたステム２４に実装されてお
り、各ＬＥＤ２１，２２，２３の一極はステム２４に接
続されている。また各ＬＥＤ２１，２２，２３の他極
は、ステム２４にそれぞれ絶縁部材２６を介して装着さ
れた電極２７に、ワイヤ２８を介して接続されている。
さらに各ＬＥＤ２１，２２，２３の周囲のステム２４に
は、横方向への発光を反射して上方へ射出する円錐状の
リフレクタ部２４ａが形成されている。各リフレクタ部
２４ａで反射した光は、反射ミラー２５で反射して前方
へ射出され、さらにミラー８，９により原稿２上で線状
になるように集光される。

【００１０】このとき、青のＬＥＤ２１から発した光
は、反射ミラー２５の第１面に形成された青反射膜２５
ａで反射し、緑のＬＥＤ２２及び赤のＬＥＤ２３から発
した光は、反射ミラー２５の第２面に形成された全反射
膜２５ｂで反射する。この結果、光源１の前方から見た
ときに、３色があたかも同一の位置から発光しているよ
うに見える。また青、緑、赤の３色の切り替えを電気的
に制御することで、原稿２を高速に読み取ることができ
る。なお、図１２に示す符号２９は、反射ミラー２５の
出光面に設けられた４５度プリズムであり、４５度プリ
ズム２９の出光面には赤外カット膜３０が形成されてい
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】一般にＬＥＤチップ１
個から原稿面上の細長い範囲を照明したときの照明波形
は、図１３に示すように主走査方向の光の強度分布に細
かい強弱があり、不均一な波形となっている。この結
果、いわゆる照明ムラが大きくなったり、あるいは読み
取った画像上に細いスジが現われてしまうことがあっ
た。

【００１２】この問題を解決するためにＬＥＤの数を増
やして同時に点灯すると、それぞれのＬＥＤから発した
光が重ね合わされるために、図１４に示すように波形が
適当に相殺されて、最終的な原稿面上での照明光はほぼ
均一となる。従って赤、緑、青のどの色についてもＬＥ
Ｄの数を増やすことにより照明ムラを小さくして均一に
照明することができる。

【００１３】しかしながら実際にはステム２４上に搭載
できるＬＥＤの数には制限があるので、全ての色につい
て多数のＬＥＤを搭載することはできない。通常は光量
のバランスを考慮して１個のＬＥＤあたりの光量が少な
い色のＬＥＤ、例えば図１１に示す従来例では青のＬＥ
Ｄ２１を多く配置するので、明るい色のＬＥＤ、例えば
緑のＬＥＤ２２及び赤のＬＥＤ２３の数を多くすること
ができず、前述したような問題を生ずる。また安易にＬ
ＥＤの数を増やすことはコスト高を招き好ましくない。

【００１４】一方、光源１またはそれ以外の照明系の光
学部品に光拡散性をもたせれば、照明光の波形を均一に
することが可能となる。しかしながらこの場合には、全
ての色の光について拡散させるため、光量が総合的には
少なくなってしまい、読み取り速度が遅くなるという問
題がある。特に１個あたりの光量が少ない色のＬＥＤに
ついては、数を増やして光量を多くし、波形も均一にな
っているものをわざわざ拡散させることになり、無駄が
多い構成になってしまう。

【００１５】すなわち、１個あたりの光量の多い色のＬ
ＥＤについては、多少光量を落としても拡散により照明
光を均一化するのが好ましく、逆に光量の少ない色につ
いてはＬＥＤの個数を増やして光量の増加と波形の均一
化を図り、拡散させないほうが好ましい。しかし従来は
これらを同時に実現することができなかったため、拡散
せずに光量を確保しようとすれば照明ムラやスジが発生
してしまい、逆に拡散して波形の均一化を図れば総合的
な光量が低下して、読み取り速度が遅くなるという問題
があった。

【００１６】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
もので、照明光の光量の確保と照明波形の均一化とを両
立することのできる画像入力装置及び発光装置を提供す
ることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の画像入力装置は、複数色の発光素
子（例えば図１のＬＥＤ２１，２２，２３）から発する
光を原稿（例えば図８の原稿２）の画像に照射し、原稿
２からの光を受光素子（例えば図８のＣＣＤ５）により
電気信号に変換する画像入力装置において、ＬＥＤ２
１，２２，２３の発光面をそれぞれ異なる光拡散性を有
する透明封止材（例えば図１の透明樹脂３４、半透明樹
脂３３）で封止したことを特徴とする。

【００１８】請求項２に記載の画像入力装置は、透明封
止材３３、３４の光拡散性は、各色のＬＥＤ２１，２
２，２３の発する光の光量により異なることを特徴とす
る。

【００１９】請求項３に記載の画像入力装置は、透明封
止材３３、３４の光拡散性は、各色のＬＥＤ２１，２
２，２３の位置により異なることを特徴とする。

【００２０】請求項４に記載の発光装置は、原稿２を光
電変換素子（例えば図８のＣＣＤ５）により読み取るた
めに、原稿２に対して第１色（例えば図１の緑）と、緑
とは異なる第２色（例えば図１の青、赤）の光を発する
発光装置（例えば図１の光源１）において、ステム２４
上に配置され、緑の光を発光する第１発光素子（例えば
図１のＬＥＤ２２）と、ステム２４上にＬＥＤ２２と並
列に配列され、青、赤の光を発光する第２発光素子（例
えば図１のＬＥＤ２１，２３）と、ＬＥＤ２２を封止す
る第１拡散性を有する第１透明封止材（例えば図１の透
明樹脂３４）と、ＬＥＤ２１，２３を封止する第１拡散
性とは異なる第２拡散性を有する第２透明封止材（例え
ば図１の半透明樹脂３３）とを備えることを特徴とす
る。

【００２１】

【作用】請求項１、２に記載の画像入力装置において
は、１個あたりの発光する光量の多い赤のＬＥＤ２３及
び青のＬＥＤ２１の発光面を拡散性を有する半透明樹脂
３３で封止することにより、照明波形をほぼ均一にする
ことができる。このとき赤のＬＥＤ２３及び青のＬＥＤ
２１は１個あたりの光量が多いので、拡散による光量の
減少分を見越して個数や駆動電流値を調整することによ
り、必要な光量を確保することができる。

【００２２】一方、１個あたりの発光する光量の少ない
緑のＬＥＤ２２は、個数を多くすることにより光量の増
加と照明波形の均一化を図ることができる。このとき緑
のＬＥＤ２２の発光面は透明樹脂３４で封止されている
ので、封止剤による光量の減少を防ぐことができる。

【００２３】請求項３に記載の画像入力装置において
は、一直線上に配列されたＬＥＤのうち中央寄りのＬＥ
Ｄから発する光がＣＣＤ５に到達する光量は、周辺のＬ
ＥＤから発する光がＣＣＤ５に到達する光量より比較的
多いので、同じ色でも中央寄りのＬＥＤを光拡散性の大
きい半透明樹脂３３で封止し、周辺のＬＥＤを光拡散性
の小さい透明樹脂３４で封止することにより、光量分布
の均一化を図ることができる。

【００２４】請求項４に記載の発光装置においては、請
求項１に記載の画像入力装置に用いられた光源１と同様
の構成とすることにより、同様の作用及び効果を得るこ
とができ、発光装置の照明光の光量の確保と照明波形の
均一化とを両立させることができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の画像入力装置及び発光装置の
一実施例を図面を参照して説明する。

【００２６】図１乃至図３に本発明の第１の実施例の構
成を示す。これらの図において、図１１および図１２に
示す従来例の部分と対応する部分には同一の符号を付し
てあり、その説明は適宜省略する。本実施例の特徴は発
光装置である光源１の構成にあり、光源１を備える画像
入力装置の他の部分の構成は、図８及び図９に示す従来
例と同様である。なお、従来例では青のＬＥＤ２１の光
量が最も少ない場合について説明したが、本実施例で
は、緑のＬＥＤ２２の光量が最も少ないものとして説明
する。

【００２７】図１乃至図３において、光源１内のステム
２４上には、ＬＥＤチップがボンディングされる複数個
のリフレクタ部２４ａが２列に形成されており、片方の
列には比較的光量の多い赤（Ｒ）のＬＥＤ２３と青
（Ｂ）のＬＥＤ２１とがＲＢＲＢＲの順に配置されてい
る。もう一方の列には３色中最も光量の少ない緑（Ｇ）
のＬＥＤ２２が複数個、例えば９個一列に配置されてい
る。

【００２８】ステム２４が配置された部分のベース部材
３１の両側には、三角形状のミラー支持部３１ａが一体
に形成されている。ミラー支持部３１ａの斜面はステム
２４の上面に対して４５度の角度となっており、この斜
面には反射ミラー２５の両端が接着固定されている。反
射ミラー２５は両面が平行な平板ガラスで構成されてお
り、内側の面には緑反射膜２５ｃが形成され、外側の面
には全反射膜２５ｂが形成されている。この構成により
緑のＬＥＤ２２から発した光は緑反射膜２５ｃで反射さ
れ、赤のＬＥＤ２３及び青のＬＥＤ２１から発した光は
緑反射膜２５ｃの表面で屈折して反射ミラー２５内に入
り、外側の面の全反射膜２５ｂで反射し、再び緑反射膜
２５ｃの面で屈折して射出される。この結果、従来例の
場合と同様に、赤／青の列と緑の列との光軸が一致し、
光源１の前方から見たときに、３色があたかも同一の位
置から発光しているように見える。

【００２９】また、光源１の出射方向の前面には、赤外
カット膜３０が形成されたガラス部品３２が、出射光の
光軸に対して直角方向に光源ベース３１に固定されてい
て、発光成分中に含まれる赤外成分のみをカットしてい
る。これにより、原稿面上へ導かれる照明光は可視光成
分のみとなり、赤外成分が含まれないので、正確な色再
現が可能になる。

【００３０】ＬＥＤ２１，２２，２３はステム２４内の
リフレクタ部２４ａにボンディングされたあと、防塵、
固定のためにシリコンなどの樹脂で封止される。このと
き赤のＬＥＤ２３及び青のＬＥＤ２１の列には拡散性を
有する半透明樹脂３３を用いて封止しており、緑のＬＥ
Ｄ２２の列には拡散性のない透明樹脂３４を用いて封止
している。

【００３１】上記の構成によると、赤のＬＥＤ２３及び
青のＬＥＤ２１から発する光はＬＥＤ２３，２１から出
た直後に半透明樹脂３３により拡散され、照明波形の均
一化を図ることができる。このとき拡散のため光量は低
減するが、赤のＬＥＤ２３及び青のＬＥＤ２１は１個あ
たりの光量が多いので、拡散により光量が減少する分を
見越して、個数や駆動電流値を調整することで対応でき
る。

【００３２】一方、緑のＬＥＤ２２は通常の透明樹脂３
４で封止されており、拡散されないので光量が落ちるこ
とはない。またＬＥＤ２２は９個と数が多いので、照明
波形が相殺されフラットな照明光となる。

【００３３】すなわち、光量には余裕があるが個数が少
なく、照明光が波形となる赤のＬＥＤ２３及び青のＬＥ
Ｄ２１から発する光のみを選択的に拡散させ、光量の少
ない緑のＬＥＤ２２については個数を多くして光量の増
加と照明波形の均一化を図ることができる。この結果、
拡散させない場合と比較して照明ムラの少ないフラット
な波形を得ることができる。また拡散手段により全ての
光を拡散させた場合と比較すれば、光量の少ない色のＬ
ＥＤについて無駄な拡散を行なうことがないので、総合
光量を低下させることがない。

【００３４】本実施例によれば、３色ともほぼ均一な光
の強度分布を有し、かつ光量も確保された照明光を得る
ことができるので、高品質かつ高速に画像を読み取るこ
とが可能になる。

【００３５】図４及び図５に本発明の第２の実施例の構
成を示す。本実施例は図１１及び図１２に示す従来例と
同様に、反射ミラー２５を三角プリズム２９に接合した
場合であり、ＬＥＤ２１，２２，２３の透明封止材によ
る封止構造は、前述の実施例の構造と同様であり、効果
も同様である。

【００３６】上記各実施例ではＬＥＤ２１，２２，２３
を２列に配置した場合について説明したが、図６に示す
ように１列に配置してもよい。このとき例えばＧ、Ｇ、
Ｂ、Ｒ、Ｂ、Ｇ、Ｇの順に配置し、緑（Ｇ）のＬＥＤ２
２を透明樹脂３４で封止し、赤（Ｒ）のＬＥＤ２３及び
青のＬＥＤ２１を半透明樹脂３３で封止してもよい。こ
のとき中心のＬＥＤ（Ｒ）２３から発する光がＣＣＤ５
に到達する光量は周辺のＬＥＤ（Ｂ）２１及びＬＥＤ
（Ｇ）２２から発する光がＣＣＤ５に到達する光量より
多いので、中心のＬＥＤ（Ｒ）２３を封止する半透明樹
脂３３の拡散性を最も大きくする。

【００３７】また図７に示すように、ステム２４を光源
ベース３１上に垂直に配置し、ステム２４の表面に図６
に示すようにＬＥＤ２１，２２，２３を１列に配置し
て、反射ミラー２５を省略してもよい。

【００３８】上記各実施例では、緑のＬＥＤ２２が最も
光量が少ない場合について説明したが、本発明はこれに
限定されるものでなく、複数色の光源を用いるときに、
光量の少ない色のＬＥＤから発する光を拡散性のない透
明樹脂３４を介して出光し、光量の多い色のＬＥＤから
発する光を拡散性の半透明樹脂３３で選択的に拡散させ
ることで、同様の効果が得られることが言うまでもな
い。またＬＥＤの光量に応じて樹脂の拡散性に差を設け
てもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像入力
装置及び発光装置によれば、発光素子の発光面を、発光
素子の発する光の光量や位置に応じて異なる光拡散性を
有する透明封止材で封止したので、照明光の光量の確保
と照明波形の均一化とを同時に図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像入力装置の第１の実施例による発
光装置としての光源の構成を示す一部破断平面図であ
る。

【図２】図１の縦断面図である。

【図３】図２のＬＥＤ部の構成を示す拡大縦断面図であ
る。

【図４】本発明の第２の実施例による光源の構成を示す
一部破断平面図である。

【図５】図４の縦断面図である。

【図６】本発明の他の実施例によるＬＥＤの配置を示す
平面図である。

【図７】本発明の他の実施例による光源の構成を示す側
面図である。

【図８】従来の画像入力装置の一例の構成を示す一部破
断側面図である

【図９】図８の照明部及び投影部の構成を示す分解斜視
図である。

【図１０】図９の光学系を示す示す説明図である。

【図１１】図８の光源の構成を示す一部破断平面図であ
る。

【図１２】図１１の縦断面図である。

【図１３】拡散させない場合のＬＥＤ１個の照明波形の
一例を示す線図である。

【図１４】均一化された照明波形の一例を示す線図であ
る。

【符号の説明】

１光源（発光装置）２原稿５ＣＣＤ（受光素子）２１，２２，２３ＬＥＤ（発光素子）３３半透明樹脂（透明封止材）３４透明樹脂（透明封止材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｎ 1/04 １０１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数色の発光素子から発する光を原稿の
画像に照射し、前記原稿からの光を受光素子により電気
信号に変換する画像入力装置において、前記発光素子の発光面をそれぞれ異なる光拡散性を有す
る透明封止材で封止したことを特徴とする画像入力装
置。
【請求項２】前記透明封止材の光拡散性は、各色の前
記発光素子の発する光の光量により異なることを特徴と
する請求項１に記載の画像入力装置。
【請求項３】前記透明封止材の光拡散性は、各色の前
記発光素子の位置により異なることを特徴とする請求項
１に記載の画像入力装置。
【請求項４】原稿の画像を光電変換素子により読み取
るために、前記原稿に対して第１色と、前記第１色とは
異なる第２色の光を発する発光装置において、ステム上に配置され、前記第１色を発光する第１発光素
子と、前記ステム上に前記第１発光素子と並列に配列され、前
記第２色を発光する第２発光素子と、前記第１発光素子を封止する第１拡散性を有する第１透
明封止材と、前記第２発光素子を封止する前記第１拡散性とは異なる
第２拡散性を有する第２透明封止材とを備えることを特
徴とする発光装置。