JPH0818735A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 光源より出射される光に含まれる熱線を吸収
し、安定した光を出射する。 【構成】 光源１０３より出射された光は、熱線吸収フ
ィルタ３００において、そこに含まれる熱線を吸収す
る。また、熱線吸収フィルタ３００により吸収された熱
線により発生する熱は、フィン３０１を介して外部に放
熱される。熱線吸収フィルタ３００を透過した可視光
は、トーリックミラー１０２により反射され、光路変更
ミラー１０５に入射する。光路変更ミラー１０５に入射
した光は、そこでさらに反射され、装置上方に出射され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像読み取り装置に用
いて好適な光源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来の画像読み取り装置の一例
の構成を示す断面図である。画像読み取り装置は、照明
光を発光する光源１０３、光源１０３から発光された光
を反射し、集光するトーリックミラー１０２、トーリッ
クミラー１０２により反射された光をさらに反射し、原
稿１０１の原稿面に照射させる光路変換ミラー１０５、
原稿１０１を保持するホルダ１０７、原稿１０１を透過
した光をさらに反射するミラー１０６、ミラー１０６に
より反射された光を集光する投影レンズ１０８、および
入射した光の強度に対応する電荷を蓄積し、出力するリ
ニアイメージセンサ（ＣＣＤ）１０９より構成される。

【０００３】また、投影レンズ１０８により集光された
光は、ＣＣＤ１０９上に原稿１０１の所定の１ライン分
の画像を結像するようになされている。

【０００４】また、図５に示すように、光源１０３、ト
ーリックミラー１０２ならびに光路変換ミラー１０５か
ら光源装置が構成される。

【０００５】図６は、光源１０３、トーリックミラー１
０２、原稿１０１、投影レンズ１０８、およびＣＣＤ１
０９を直線状に並べた場合のそれらの光学配置、および
光源１０３より照射される光の光路１０４を、トーリッ
クミラー１０２の長手方向から観察した場合の模式図で
ある。

【０００６】これに対して、図７は、同様の構成を、ト
ーリックミラー１０２の短手方向から観察した場合の模
式図である。

【０００７】図６および図７に示したように、光源１０
３より放射された光は、トーリックミラー１０２に入射
し、その水平面内における曲面Ｒ１（図６）により、原
稿面上に、画像読み取り装置が読み取る原稿面の読み取
り幅に対応する長さを有するライン状に照射され、か
つ、その垂直面内における曲面Ｒ２（図７）により、原
稿面上に光源像が結像するようになされている。光源１
０３から出射され、トーリックミラー１０２を介して、
原稿１０１に至るまでの光路１０４が、光源装置におけ
る光路である。

【０００８】図６および図７に示される光源装置におけ
る光路を、トーリックミラー１０２および光路変換ミラ
ー１０５（図４）によって光路変換することにより、光
源１０３より出射された光の光路を、画像読み取り装置
内の限られたスペースに収納可能にしている。

【０００９】図８は、図５に示した光源１０３のＥ−Ｅ
線断面図である。光源１０３は、図８に示すように、光
源ベース２０１上に、ステム２０２がロウ付け固定され
た構成をなしている。このステム２０２上には、円錐状
のリフレクタ部２３１乃至２３６とリフレクタ部２４１
乃至２４６がそれぞれ列状に形成され、それぞれのリフ
レクタ部２３１乃至２３６またはリフレクタ部２４１乃
至２４６の中央には、ＬＥＤ２１１乃至２１６またはＬ
ＥＤ２２１乃至２２６がそれぞれボンディングされてい
る。

【００１０】また、ＬＥＤ２１１乃至２１６は、青の光
を発光する青ＬＥＤからなり、一列に配置されている。
また、ＬＥＤ２２１乃至２２６は、それぞれ赤または緑
の光を発光する赤ＬＥＤまたは緑ＬＥＤのいずれかから
なり、緑、赤、緑、緑、赤、緑の順で、一列に配置され
ている。

【００１１】図９は、図８に示した光源１０３のＦ−Ｆ
線断面図である。図９に示すように、ＬＥＤ２１１乃至
２１６またはＬＥＤ２２１乃至２２６から出射された光
は、リフレクタ部２３１乃至２３６またはリフレクタ部
２４１乃至２４６により上方向に反射され、ガラス等で
所定の角度および間隔で形成されている青反射膜２０５
ａまたは全反射ミラー２０５ｂに入射するようになされ
ている。

【００１２】さらに、青ＬＥＤ２１１乃至２１６より出
射された光は、青反射膜２０５ａにより反射され、赤Ｌ
ＥＤ２２２，２２５または緑ＬＥＤ２２１，２２３，２
２４，２２６より発光された光は、全反射ミラー２０５
ｂによりそれぞれ反射され、光源１０３の前方（図９の
右方向）へ放射される。

【００１３】このようにして、光源１０３より放射され
た光は、光路変換ミラー１０５（図４）により反射さ
れ、原稿面上にライン状に照射される。

【００１４】しかしながら、赤ＬＥＤから出射される光
には、赤外成分が含まれ、この赤外成分は、ＣＣＤ１０
９により対応する電気信号に変換されるため、読み込ま
れた画像の赤色の成分が、実際より強調され、色再現に
悪影響を及ぼし、画像品質の低下を招く場合があった。

【００１５】従来より、これを防ぐために、光源１０３
の射出面に、可視光のみを透過し、赤外光を反射する特
性を有する赤外カット膜２０５ｃを形成することによ
り、光源１０３から出射される光のなかに含まれる赤外
成分をカットし、画像読み取り時に、正確な色再現を行
うことができるようにしている。

【００１６】次に、その動作について説明する。まず、
光源１０３を構成する赤ＬＥＤ、青ＬＥＤ、または緑Ｌ
ＥＤのうちのいずれかのＬＥＤを点灯させる。まず、赤
ＬＥＤを点灯させる。

【００１７】光源１０３より光が出射されると、出射さ
れた光は、トーリックミラー１０２に、その軸１０２Ａ
と所定の角度θをなすように照射され、トーリックミラ
ー１０２に照射された光はそこで反射され、光路変換ミ
ラー１０５に入射される。光路変換ミラー１０５に入射
した光は、そこでさらに反射され、原稿１０１の面上
に、所定の長さと幅を有するライン状に照射される。

【００１８】原稿１０１の面上に照射され、そこを透過
した光は、ミラー１０６によりさらに反射され、投影レ
ンズ１０８に入射する。投影レンズ１０８に入射した光
は、そこで集光され、ＣＣＤ１０９に入射し、原稿１０
１の主走査方向（図４の紙面に垂直な方向）の所定の１
ライン分の画像が結像される。

【００１９】ＣＣＤ１０９において、そこに入射した光
の強度に対応する電荷が所定の時間だけ蓄積されると、
例えば、図示せぬ制御部の制御により、ＣＣＤ１０９の
電荷が読み出され、原稿１０１の主走査方向の所定の１
ライン分の画像に対応する電気信号が、図示せぬ記憶部
に記憶される。いまの場合、原稿１０１の画像の赤の成
分に対応する電気信号が記憶部に記憶される。

【００２０】次に、赤ＬＥＤを消灯し、緑ＬＥＤだけを
点灯させ、上述した場合と同様の処理を行い、原稿１０
１の画像の緑の成分に対応する電気信号を記憶部に記憶
させる。次に、緑ＬＥＤを消灯し、青ＬＥＤだけを点灯
させ、上述した場合と同様の処理を行い、原稿１０１の
画像の青の成分に対応する電気信号を記憶部に記憶させ
る。このようにして、原稿１０１の赤、緑、および青の
３色分の画像に対応する電気信号を記憶部に記憶させる
ことができる。

【００２１】次に、原稿１０１を副走査方向（図４の左
右方向）に所定の距離だけ移動させ、同様の方法によ
り、原稿１０１の次のラインの３色分の画像を読み取
り、記憶部に記憶させる。このような処理を、原稿面の
全領域に対して行うことにより、原稿１０１の画像を読
み取ることができる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】従来の装置において
は、このように、光源１０３の出射面に赤外カット膜２
０５ｃを形成することにより、光源１０３より出射され
る光に含まれる赤外成分を反射し、可視光のみを原稿１
０１に照射するようにし、画像読み取り時の色再現性を
向上させることができる。

【００２３】従って、赤外カット膜２０５ｃにより反射
された光の赤外成分は、光源１０３内部の全反射ミラー
２０５ｂ、光源ベース２０１、または赤外カット膜２０
５ｃにより減衰しながら反射を繰り返し、最終的には熱
となって光源１０３内部に蓄積される。その結果、光源
１０３自体の温度が上昇し、発光源であるＬＥＤの特性
が変化したり、光源ベース２０１またはステム２０２等
の構造部材が熱変形を引き起こし、光源１０３自体の性
能が劣化する場合があり、読み取り画像の画質低下を招
く課題があった。

【００２４】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、光源１０３から出射される光の赤外成分を
カットするとともに、光源１０３に熱が蓄積されないよ
うにし、光源１０３の性能の劣化を抑制することができ
るようにするものである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明の光源装置は、原
稿に照射する光を発生する発光手段（例えば図１の光源
１０３）と、発光手段により発生された光を原稿に向け
て案内する光案内手段（例えば図１のトーリックミラー
１０２および光路変換ミラー１０５）と、発光手段と原
稿の間の光路上の所定の位置に設置され、光に含まれる
熱線を吸収する熱線吸収手段（例えば図２の熱線吸収フ
ィルタ３００）とを備えることを特徴とする。

【００２６】熱線を吸収した熱線吸収手段により発生さ
れる熱を放熱する放熱手段（例えば図２のフィン３０
１）をさらに設けるようにすることができる。

【００２７】放熱手段は、装置の内部に設置されるよう
にすることができる。また、放熱手段は、装置の外部に
設置されるようにすることができる。また、放熱手段
は、熱線吸収手段に接着固定される。

【００２８】

【作用】請求項１に記載の光源装置においては、熱線吸
収フィルタ３００が、光源１０３と原稿１０１の間の光
路上の所定の位置に設置され、光源から出射される光に
含まれる熱線を吸収する。従って、光源１０３から出射
される光の赤外成分をカットするとともに、光源１０３
に熱が蓄積されることがないようにし、光源１０３の性
能の劣化を抑制することが可能となる。

【００２９】請求項２に記載の光源装置においては、熱
線吸収フィルタ３００により吸収された熱は、フィン３
０１により光源１０３の外部に放出される。従って、装
置の温度上昇を抑制することができる。

【００３０】

【実施例】図１は、本発明の光源装置を適用した画像読
み取り装置の一実施例の構成を示す図である。図１の光
源１０３、トーリックミラー１０２、光路変換ミラー１
０５、熱線吸収フィルタ３００、およびフィン３０１
は、光源装置を構成している。その詳細は、図２を参照
して後述する。それ以外の構成、および動作について
は、図４に示した従来の画像読み取り装置の場合と、基
本的に同様であるので、その説明は省略する。

【００３１】図２は、本発明の光源装置の一実施例の構
成を示す図である。光源１０３は、赤ＬＥＤ、緑ＬＥ
Ｄ、および青ＬＥＤを有し、それぞれ赤、緑、または青
の光を発光する。

【００３２】光源１０３の前方に設置された熱線吸収フ
ィルタ３００は、光源１０３の赤ＬＥＤより出射される
光の中に含まれる赤外線（熱線）を吸収し、その他の可
視光は透過するようになされている。この熱線吸収フィ
ルタは、例えば珪酸塩ガラス、または燐酸塩ガラスから
なり、可視光を高い透過率で透過し、熱線を吸収する。

【００３３】なお、熱線吸収フィルタの代わりにＩＲカ
ットフィルタを設けることも考えられる。しかし、ＩＲ
カットフィルタは、可視光を透過し、赤外線を反射する
ので、赤外線が装置内で乱反射してしまう。従って、Ｉ
Ｒカットフィルタとの置換は好ましくない。

【００３４】フィン３０１は、例えば熱伝導性の良い金
属からなり、熱線吸収フィルタ３００が吸収した熱線に
より発生する熱を、外部に放出するようになされてい
る。また、放熱の効率を上げるために、その表面積が大
きくなるような形状にされている。

【００３５】トーリックミラー１０２は、光源１０３か
ら照射された光を反射し、光路変換ミラー１０５に照射
するようになされている。また、光路変換ミラー１０５
は、トーリックミラー１０２により照射された光を、原
稿１０１の面上に照射するようになされている。

【００３６】次に、その動作を説明する。最初に、光源
１０３の内蔵する赤ＬＥＤ、緑ＬＥＤまたは青ＬＥＤよ
り、赤、緑または青の光が順次発光される。赤ＬＥＤよ
り発光される光には、可視光の他に赤外成分である赤外
線（熱線）が含まれている。この熱線を含んだ光は、光
源１０３の光の出射方向前方に設置された熱線吸収フィ
ルタ３００に入射する。

【００３７】熱線吸収フィルタ３００は、光源１０３よ
り入射する光の中の赤外成分である熱線を吸収する。こ
のように、熱線吸収フィルタ３００は、光源１０３より
照射される光に含まれる熱線を反射せずに吸収するの
で、光源１０３の温度上昇を抑制することができる。

【００３８】即ち、赤外カット膜を使用した従来の光源
装置の場合のように、赤外カット膜により反射された熱
線が、光源１０３の内部に入射し、それが光源１０３内
部で熱に変化することにより引き起こされる、光源１０
３の温度上昇を抑制することができる。

【００３９】熱線吸収フィルタ３００に吸収された熱線
は、熱線吸収フィルタ３００内部において熱に変化し、
熱線吸収フィルタ３００の温度を上昇させる。しかしな
がら、熱線吸収フィルタ３００には、熱伝導性のよい金
属からなるフィン３０１が接着材により接着されている
ので、熱線吸収フィルタ３００により発生する熱は、そ
れらが互いに接着している面からフィン３０１に伝達さ
れる。そして、フィン３０１は、熱線吸収フィルタ３０
０より伝達された熱を、その表面より空気中に放熱す
る。

【００４０】なお、熱線吸収フィルタ３００とフィン３
０１との接合は、接着材ばかりでなく、板バネで挟み込
んだり、ネジ止めであってもよい。

【００４１】これにより、熱線吸収フィルタ３００に熱
が溜まり、それ自身熱を持ちすぎることがないようにす
ることができる。

【００４２】また、熱線吸収フィルタ３００により熱線
が吸収され、それにより発生する熱が、フィン３０１に
より外部に放熱されるので、光源１０３の温度上昇を抑
制し、光源１０３の内蔵するＬＥＤの発光特性を安定さ
せ、構造部材の変形等を防止することができる。それに
より、読み取り画像の画質を向上させることができる。

【００４３】これにより、従来、光源１０３に蓄積され
た熱を放出しやすいように、光源１０３の構造部材とし
て、熱伝導性の良い例えばアルミ等の金属を使用してい
たが、熱線吸収フィルタ３００を用いることにより、光
源１０３自身の温度上昇がなくなるため、光源１０３の
構造部材に、例えば安価な樹脂等を用いることが可能と
なる。従って、装置のコストを下げることができる。

【００４４】一方、熱線吸収フィルタ３００は、光源１
０３より入射する光のうち、可視光のみを透過させる。
そこを透過した可視光は、トーリックミラー１０２に入
射する。トーリックミラー１０２に入射した可視光は、
そこで反射され、光路変換ミラー１０５に入射する。光
路変換ミラー１０５に入射した可視光は、そこでさらに
反射され、原稿１０１の面上に照射される。

【００４５】このように、原稿１０１の面上に照射され
る光を、可視光のみとし、赤外成分を含まないようにす
ることができる。従って、赤外成分による読み取り画像
の色再現性の低下を抑制することができる。

【００４６】図３は、本発明の光源装置の他の実施例の
構成を示す図である。この実施例においては、図２に示
した光源装置において、フィン３０１を装置の外部に形
成するようにしている。

【００４７】図２に示した光源装置においては、光源装
置１０３より照射される熱線が、熱線吸収フィルタ３０
０により吸収され、そこに蓄積される熱がフィン３０１
に伝達され、装置内部の空気中に放熱される。従って、
装置内部の空気の温度が上昇し、その結果、フィン３０
１の放熱効率が低下したり、光源１０３の温度が上昇す
る可能性がある。

【００４８】そこで、図３に示したように、フィン３０
１を装置の外部に形成するようにする。これにより、熱
線吸収フィルタ３００に蓄積される熱を、より効率よく
外部の空気中に放熱することが可能となる。従って、フ
ィン３０１より放熱される熱により、装置内部の空気の
温度が上昇したり、そのために、光源１０３の温度が上
昇し、ＬＥＤの発光特性に悪影響を及ぼすことを抑制す
ることができる。

【００４９】その結果、原稿１０１の読み取り画像の画
質をさらに向上させることが可能となる。

【００５０】

【発明の効果】請求項１に記載の光源装置によれば、熱
線吸収手段が、発光手段と原稿の間の光路上の所定の位
置に設置され、発光手段から出射される光に含まれる熱
線を吸収するようにしたので、発光手段から出射される
光の赤外成分をカットするとともに、発光手段に熱が蓄
積されることがないようにし、発光手段の性能の劣化を
抑制することが可能となる。従って、原稿の読み取り画
像の画質を向上させることができる。また、発光手段を
安価な構造部材で形成することが可能となるため、装置
のコストを下げることができる。

【００５１】請求項２に記載の光源装置によれば、熱線
吸収手段により吸収された熱は、放熱手段により発光手
段の外部に放出されるようにしたので、装置の温度上昇
を抑制することができる。従って、光源手段の発光特性
を安定化させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光源装置を適用した画像読み取り装置
の一実施例の構成を示す図である。

【図２】本発明の光源装置の一実施例の構成を示す図で
ある。

【図３】本発明の光源装置の他の実施例の構成を示す図
である。

【図４】従来の画像読み取り装置の構成を示す図であ
る。

【図５】従来の光源装置の一例の構成を示す図である。

【図６】光源装置内部の光路を、トーリックミラーの長
手方向から観察した図である。

【図７】光源装置内部の光路を、トーリックミラーの短
手方向から観察した図である。

【図８】図５の光源装置のＥ−Ｅ線断面図である。

【図９】図８に示した光源装置のＦ−Ｆ線断面図であ
る。

【符号の説明】

１０１ 原稿 １０２ トーリックミラー １０３ 光源 １０５ 光路変換ミラー １０６ ミラー １０７ ホルダ １０８ 投影レンズ １０９ ＣＣＤ ２０１ 光源ベース ２０２ ステム ２１１，２１２，２１３，２１４，２１６ ＬＥＤ ２２１，２２２，２２３，２２４，２２６ ＬＥＤ ２３１，２３２，２３３，２３４，２３６ リフレクタ
部 ２４１，２４２，２４３，２４４，２４６ リフレクタ
部 ２０５ａ 青反射膜 ２０５ｂ 全反射ミラー ２０５ｃ 赤外カット膜 ３００ 熱線吸収フィルタ ３０１ フィン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿に照射する光を発生する発光手段
   と、 前記発光手段により発生された光を前記原稿に向けて案
   内する光案内手段と、 前記発光手段と前記原稿の間の光路上の所定の位置に設
   置され、前記光に含まれる熱線を吸収する熱線吸収手段
   とを備えることを特徴とする光源装置。
2. 【請求項２】 前記熱線を吸収した前記熱線吸収手段に
   より発生される熱を放熱する放熱手段をさらに備えるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 【請求項３】 前記放熱手段は、装置の内部に設置され
   ることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
4. 【請求項４】 前記放熱手段は、装置の外部に設置され
   ることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
5. 【請求項５】 前記放熱手段は、前記熱線吸収手段に接
   着されることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。