JPH08242335A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像読み取りに有効に使用される光量を増加
させ、画像入力装置における原稿画像の読み取りを高速
化する。 【構成】 光量の少ないＧのＬＥＤ２２の第１のＧチッ
プ列と、光量の多いＲのＬＥＤ２３とＢのＬＥＤ２１と
がＲＢＲＲＢＲの順に配置された第２のＲＢチップ列と
をステム２４上に並行に設け、反射ミラー２５によって
反射される反射光の光軸を一致させ、第１のＧチップ列
近傍に平行に補助的にＧのＬＥＤ２２ａの第２のＧチッ
プ列を設け、反射ミラー２５によって反射される第１の
Ｇチップ列及び第２のＧチップ列からの光の反射光の光
軸を少しずらす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原稿の画像情報を光電
的に読み取る画像入力装置に設けられ、原稿の読み取り
位置を照明する光源装置に関する。

【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り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】しかしながら、上述し
たように構成された従来の画像入力装置においては、画
像読み取り時におけるＣＣＤ５の蓄積時間を、光源１の
各色の光量に応じて変化させている。すなわち、光源１
の光量が多ければＣＣＤ５の蓄積時間を短くし、暗けれ
ば蓄積時間を長くすることで、３色の色のバランスをと
っている。従って、光源１の光量が多ければトータルの
画像読み取り時間を短くすることができる。

【００１２】光源１の光量を多くするためには、ＬＥＤ
チップの個数を増やせばよい。しかし、ＬＥＤチップの
１列の長さを長くして個数を増やした場合は、ＬＥＤチ
ップの位置が光源１の光軸から離れる程、投影部６にお
けるケラレなどによって光が有効に到達しなくなる。従
って、ＬＥＤチップ列の長手方向にチップの個数を増や
しても、ＣＣＤ５まで到達する光の量が増えないので、
受光量としてはあまり増加しないという問題があった。

【００１３】また、ＬＥＤを駆動する電流値を大きくす
れば光量を増やすことはできるが、この場合には発熱に
よりチップ自身の耐久性能が低下するという問題もあっ
た。

【００１４】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
もので、画像読み取りに有効に使用される光量を増加さ
せ、画像入力装置における原稿画像の読み取りを高速化
することのできる光源装置を提供することを目的とす
る。

【００１５】

【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に記載の本発明は、列状に配置された複数
の発光素子からなる第１の発光手段（例えば図１のＬＥ
Ｄ２２）と、ＬＥＤ２２に近接して並行に配置され複数
の発光素子からなる第２の発光手段（例えば図１のＬＥ
Ｄ２１，２３）と、ＬＥＤ２２から発せられる第１光を
第１面（例えば図２の緑反射膜２５ｃ）で反射させ、Ｌ
ＥＤ２１，２３から発せられる第２光を第２面（例えば
図２の全反射膜２５ｂ）で反射させる反射手段（例えば
図２の反射ミラー２５）とを有し、反射ミラー２５で反
射される第１光と第２光の光軸が一致する光源装置にお
いて、ＬＥＤ２２に近接して並行に、複数の発光素子か
らなる第３の発光手段（例えば図１のＬＥＤ２２ａ）を
配置し、ＬＥＤ２２ａから発せられる第３光の反射光の
光軸は第１光の反射光の光軸とずれていることを特徴と
する。

【００１６】請求項２に記載の光源装置は、ＬＥＤ２
２，２２ａの発光光量は、ＬＥＤ２１，２３の発光光量
に比べて小さいことを特徴とする。

【００１７】請求項３に記載の光源装置は、列状に配置
された複数の発光素子からなるＬＥＤ２２と、ＬＥＤ２
２に近接して並行に配置され複数の発光素子からなるＬ
ＥＤ２２ａと、ＬＥＤ２２ａに近接して並行に配置され
複数の発光素子からなるＬＥＤ２１，２３と、ＬＥＤ２
２，２２ａからそれぞれ発せられる第１光及び第２光を
緑反射膜２５ｃで反射させ、ＬＥＤ２１，２３から発せ
られる第２光を全反射膜２５ｂで反射させる反射ミラー
２５とを有し、ＬＥＤ２２，２２ａ，２１，２３の光の
それぞれの反射光の光軸は相互にずれていることを特徴
とする。

【００１８】

【作用】請求項１，２に記載の光源装置にあっては、従
来から配置されている第１のＬＥＤ２２のチップ列及び
第２のＬＥＤ２１，２３のチップ列の他に、ＬＥＤ２２
のチップ列に近接して第３のＬＥＤ２２ａのチップ列を
並行に配置したので、ＬＥＤ２２の光量の増大を図るこ
とができる。このとき第３のＬＥＤ２２ａのチップ列を
第１のＬＥＤ２２のチップ列の延長上に設けるのではな
く、ほぼ同じ長さに並列に配置したので、光源１の光軸
から離れることなく発光を有効にＣＣＤ５に到達させる
ことができる。

【００１９】このとき第１のＬＥＤ２２が最も光量の少
ないＧの色の光を発する場合に、第３のＬＥＤ２２ａも
Ｇの色の光を発するものを用いることにより、Ｇの光量
を増大して各色の光量のバランスをよくすることができ
る。また第３のＬＥＤ２２ａから発する光が反射ミラー
２５で反射したときの反射光の光軸を第１のＬＥＤ２２
の反射光の光軸からずらすことにより、照明光の幅が広
かった場合と同じ効果が得られ、照明光の強度の均一性
を向上させることができる。

【００２０】請求項３に記載の光源装置にあっては、３
列に配置されたＬＥＤ２２、ＬＥＤ２２ａ及びＬＥＤ２
１，２３から発する光の反射ミラー２５で反射した光の
光軸がそれぞれ相互にずれているので、そのうちのＬＥ
Ｄ２１，２３からの反射光の光軸を光源１の光軸に一致
させると、ＬＥＤ２２，２２ａからの反射光の光軸は光
源１の光軸からずれる。この結果、ＬＥＤ２２，２２ａ
から発する光がそれぞれＣＣＤ５に到達する光量は減少
するが、ＬＥＤ２２，２２ａが２列に構成されチップ個
数が多いので、最終的に光量が増加する。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の光源装置の実施例を図面を参
照して説明する。なお、以下に示す各実施例において、
図８乃至図１２に示す従来例の部分に対応する部分には
同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。

【００２２】図１乃至図３に本発明の第１の実施例の構
成を示す。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。

【００２３】図１及び図２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３列に形成されており、１つの
列には比較的光量の多い赤（Ｒ）のＬＥＤ２３と青
（Ｂ）のＬＥＤ２１とがＲＢＲＲＢＲの順に配置され、
第２のチップ列（ＲＢチップ列）が形成されている。残
りの２列には、３色中最も光量の少ない緑（Ｇ）のＬＥ
Ｄ２２，２２ａがそれぞれ６個ずつ計１２個配置され、
第１のチップ列（第１のＧチップ列）と第２のチップ列
（第２のＧチップ列）とが形成されている。

【００２４】ステム２４上には三角プリズム２９と、プ
リズム２９に接合されステム２４の上面に対してほぼ４
５度の角度を持つ反射ミラー２５が配置されている。反
射ミラー２５のプリズム２９との接合面には緑反射膜２
５ｃが形成され、外側の面には全反射ミラー２５ｂが形
成されている。この構成により第１のＧチップ列の緑の
ＬＥＤ２２から発した光は緑反射膜２５ｃで反射され、
ＲＢチップ列の赤のＬＥＤ２３及び青のＬＥＤ２１から
発した光は緑反射膜２５ｃを透過して反射ミラー２５内
に入り、外側の面の全反射ミラー２５ｂで反射し、再び
緑反射膜２５ｃを透過して射出される。この結果、従来
例の場合と同様に、第１のＧチップ列とＲＢチップ列と
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。

【００２５】第２のＧチップ列は第１のＧチップ列近傍
に平行に配置されているが、第１のチップ列との位置が
ずれているので、ＬＥＤ２２，２２ａからそれぞれ発す
る光の光軸もずれている。この結果、第２のＧチップ列
から発した光が反射ミラー２５の緑反射膜２５ｃで反射
した後でも、その反射光の光軸は他の２列の反射光の光
軸とは少しずれていることになる。

【００２６】図１０に示すように、原稿２の読み取り位
置とＣＣＤ５とは結像関係にあり、第１のＧチップ列と
ＲＢチップ列との光軸はその位置を照明している。従っ
て、第２のＧチップ列からの光は、光軸がずれている分
本来の読み取り位置からずれたところを照明することに
なる。このため、第２のＧチップ列からの光は１００％
の光量で読み取り位置を照明することはできず、補助的
な照明を行うことになる。

【００２７】第２のＧチップ列の第１のＧチップ列に対
する光量減少分は、照明系のデフォーカス量によって決
定される。すなわち、ＬＥＤ２２で構成される第１のＧ
チップ列から発する光は、図３に示すＣＣＤ５の上半分
５ａのように、ほぼ１００％ＣＣＤ５の読み取り範囲に
到達するのに対し、ＬＥＤ２２ａで構成される第２のチ
ップ列から発する光は、図３に示すＣＣＤ５の下半分５
ｂのように、照明範囲が少しずれてＣＣＤ５の読み取り
範囲に到達する量が減る。本実施例の場合には、第１の
チップ列に対して約７割程度の光量となっている。従っ
て、ＬＥＤ（Ｇ）２２，２２ａからＣＣＤ５に到達する
緑の総合光量は下記のようになる。 第１のＧチップ列の光量は、従来と同様ＬＥＤ６個分の
光量 第２のＧチップ列の光量は、６個×０．７＝４．２個分
の光量 従ってトータルとしては、６＋４．２＝１０．２個分の
光量となり、従来の光量の約１．７倍とすることができ
る。

【００２８】本実施例によれば、光量の少ない緑のＬＥ
Ｄ２２に平行に補助的な緑のＬＥＤ２２ａを設けたの
で、光量を増大し原稿の読み取り速度を増大することが
できる。特に第２のＧチップ列の光軸が光源１の光軸に
近接しているので、ＣＣＤ５に光を有効に到達させるこ
とができる。また、緑のＬＥＤ２２，２２ａを２列構成
とすることにより、照明光の幅が広がった場合と同様の
効果が得られ、照明光の強度の均一性が向上し、照明ム
ラを少なくすることができる。

【００２９】図４及び図５に本発明の第２の実施例の構
成を示す。本実施例では第２のＧチップ列を７個の緑の
ＬＥＤ２２ａで構成し、第１のＧチップ列に対して千鳥
状に配置した。

【００３０】図６に本発明の第３の実施例の構成を示
す。本実施例は、ベース部材３１に傾斜して取り付けら
れたステム２４の上面に、緑のＬＥＤ２２で構成される
第１のＧチップ列、青のＬＥＤ２１で構成されるＢチッ
プ列及び赤のＬＥＤ２３で構成されるＲチップ列を平行
に配置し、第１のＧチップ列に近接して平行に緑のＬＥ
Ｄ２２ａで構成される第２のＧチップ列を配置したもの
である。また反射ミラーを５１，５２の２層とし、三角
プリズム２９を介してステム２４に４５度の角度で固定
した。さらに反射ミラー５１，５２のＬＥＤ２１，２
２，２２ａ，２３に対向する第１面に、それぞれ緑反射
膜５１ａ、青反射膜５２ａを形成し、反射ミラー５２の
第２面に赤反射膜５２ｂを形成した。なお、三角プリズ
ム２９の射出面には従来例の場合と同様に赤外カット膜
３０が形成されている。なお、反射ミラー５２の第２面
は全反射ミラーであってもよい。

【００３１】上述した第２及び第３の実施例によって
も、第１の実施例の場合と同様の効果を得ることができ
る。

【００３２】上述した各実施例では、第１のＧチップ列
及びＲＢチップ列から発し反射ミラー５２で反射した反
射光の光軸が一致している場合について説明したが、反
射光の光軸はずれていてもよい。このような場合の一例
の構成を第４の実施例として図７に示す。図７に示すよ
うに第１のＧチップ列、第２のＧチップ列及びＲＢチッ
プ列からそれぞれ発し、反射ミラー２５で反射した反射
光の光軸は相互にずれている。

【００３３】このとき、ＲＢチップ列の反射光の光軸を
光源１の光軸に一致させた場合、第１のＧチップ列及び
第２のＧチップ列から発する光がＣＣＤ５の読み取り範
囲に到達する光量は、ＲＢチップ列に対して約８割程度
となる。従って、ＬＥＤ（Ｇ）２２，２２ａからＣＣＤ
５に到達する緑の総合光量は下記のようになる。 第１のＧチップ列の光量は、６個×０．８＝４．８個分
の光量 第２のＧチップ列の光量は、６個×０．８＝４．８個分
の光量 従ってトータルとしては、９．６個分の光量となり、従
来の光量の約１．６倍とすることができる。

【００３４】上記各実施例に示した第２のＧチップ列の
位置は一例を示したものであり、これらに限定されな
い。すなわち、第１及び第２の実施例で示すように、第
２のＧチップ列を第１のＧチップ列の図中右側に配置す
る代わりに左側に配置してもよく、また両側に配置して
もよい。また第２のＧチップ列を他の位置、例えばＲＢ
チップ列の近傍に並列に配置してもよい。

【００３５】また、上記各実施例では、緑のＬＥＤ２２
が最も光量の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はない。すなわち、本来のＬＥ
Ｄ配置位置から平行にシフトした位置に任意の色の補助
チップ列を配置することで、各ＬＥＤの光量に応じて必
要な色のＬＥＤの光量を増加させることができ、各色の
光量のバランスを適正化し、均一な照明を行うことがで
きる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１，２に記
載の光源装置によれば、第１の発光手段と第２の発光手
段とからそれぞれ発する光を、反射手段により反射光の
光軸が一致するように反射させる光源装置において、第
１の発光手段に近接して並行に第３の発光手段を配置
し、第３の発光手段から発する光を反射手段により反射
させたとき、その反射光の光軸を第１の発光手段から発
する光の反射光の光軸とずらすようにしたので、光量の
少ない発光手段から発する光の光量を増大させることが
でき、照明光の強度の均一性を向上させることができ
る。

【００３７】請求項３に記載の光源装置によれば、第
１、第２、第３の発光手段から発し反射手段で反射した
光の光軸をずらしても、光量の少ない発光手段を２列に
配置することにより、請求項１，２に記載の光源装置と
同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光源装置の第１の実施例の構成を示す
一部破断平面図である。

【図２】図１の縦断面図である。

【図３】本発明の第１の実施例による照明の状態を示す
説明図である。

【図４】本発明の第２の実施例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】本発明の第３の実施例の構成を示す縦断面図で
ある。

【図７】本発明の第４の実施例の構成を示す縦断面図で
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。

【符号の説明】

２１ 青のＬＥＤ（第２の発光手段） ２２ 緑のＬＥＤ（第１の発光手段） ２２ａ 緑のＬＥＤ（第３の発光手段） ２３ 赤のＬＥＤ（第２の発光手段） ２５ 反射ミラー（反射手段） ２５ｃ 緑反射膜（第１面） ２５ｂ 全反射膜（第２面）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 列状に配置された複数の発光素子からな
   る第１の発光手段と、前記第１の発光手段に近接して並
   行に配置され複数の発光素子からなる第２の発光手段
   と、前記第１の発光手段から発せられる第１光を第１面
   で反射させ、前記第２の発光手段から発せられる第２光
   を第２面で反射させる反射手段とを有し、前記反射手段
   によって反射される前記第１光と第２光の光軸が一致す
   る光源装置において、 前記第１の発光手段に近接して並行に、複数の発光素子
   からなる第３の発光手段を配置し、前記第３の発光手段
   から発せられる第３光の反射光の光軸は前記第１光の反
   射光の光軸とずれていることを特徴とする光源装置。
2. 【請求項２】 前記第１の発光手段の発光光量は、前記
   第２の発光手段の発光光量に比べて小さいことを特徴と
   する請求項１に記載の光源装置。
3. 【請求項３】 列状に配置された複数の発光素子からな
   る第１の発光手段と、 前記第１の発光手段に近接して並行に配置され複数の発
   光素子からなる第２の発光手段と、 前記第２の発光手段に近接して並行に配置され複数の発
   光素子からなる第３の発光手段と、 前記第１の発光手段及び第２の発光手段からそれぞれ発
   せられる第１光及び第２光を第１面で反射させ、前記第
   ３の発光手段から発せられる第３光を第２面で反射させ
   る反射手段とを有し、前記第１、第２及び第３の光のそ
   れぞれの反射光の光軸は相互にずれていることを特徴と
   する光源装置。