KR20050073548A - 라인 조명장치 및 화상 독취장치 - Google Patents

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이케다마코토
네모토히로유키
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니혼 이타가라스 가부시키가이샤
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Abstract

광원으로부터의 빛을 높은 에너지 그대로 도광체 내를 전파시켜, 강한 산란광이 얻어지는 라인 조명장치를 제공한다.
라인 조명장치(2)는 백색 케이스(21)과, 이 케이스(21) 내에 끼워 넣어지는 봉형상 도광체(22), 봉형상 도광체(22)의 양끝에 설치되는 발광 유닛(30,40)으로 되고, 발광 유닛(30)은 회로를 형성한 기판(31)에 급전용 리드(32)가 설치되며, 또한 기판(31)의 봉형상 도광체(22)와 마주보는 면에 커플링용 창부(33)이 형성되고, 이 창부(33) 내에 녹색 발광 다이오드(34)와 청색 발광 다이오드(35)가 설치되며, 발광 유닛(40)도 마찬가지로, 기판(41)에 급전용 리드(42)가 설치되고, 또한 기판(41)의 봉형상 도광체(22)와 마주보는 면에 커플링용 창부(43)이 형성되며, 이 창부(43) 내에 적색 발광 다이오드(44)가 2개 설치되어 있다.

Description

라인 조명장치 및 화상 독취장치{Line-illuminating device and image scanning device}
본 발명은 봉형상 도광체와 발광 유닛을 구비한 라인 조명장치 및 그것을 삽입한 화상 독취(讀取)장치에 관한 것이다.
밀착형 이미지 센서(화상 독취장치)는 팩시밀리장치, 복사기, 이미지 스캐너장치 등에서 원고를 독취하기 위한 장치로서 사용되고 있다. 이 밀착형 이미지 센서는 원고면을 주 주사(走査)범위에 걸쳐 선형상으로 조명하는 라인 조명장치를 구비하고 있다.
그리고, 라인 조명장치로서는 도광체를 사용한 것이 알려져 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는 도광체의 한쪽 끝에 발광 유닛을 배치하는 동시에, 도광체의 길이방향을 따라 발광 유닛으로부터의 빛을 확산·반사하는 광산란 패턴을 형성하여, 이 광산란 패턴의 법선(法線) 위에 상기 발광 유닛의 복수 광원(LED)을 배치하고, 더욱이 출사면(出射面)은 상기 법선과 상이한 방향에 형성한 라인 조명장치가 제안되어 있다.
또한, 봉형상 도광체의 양끝에 발광 유닛을 설치하고, 또 봉형상 도광체 표면의 일부를 광산란면으로 한 것이 특허문헌 2와 특허문헌 3에 개시되어 있다.
[특허문헌 1] 일본국 특허 제3083092호 공보
[특허문헌 2] 일본국 특허공개 제(평)6-148435호 공보
[특허문헌 3] 일본국 특허공개 제(평)7-14414호 공보
도 7은 상기의 선행기술에 사용되고 있는 발광 유닛과 봉형상 도광체와의 커플링부에 대해서 설명한 도면으로, 종래의 발광 유닛은 회로를 형성한 기판(100)에 커플링하기 위한 창부(101)을 형성하여, 이 창부(101) 내에 3원색(RGB)의 각 발광소자(102,103,104)를 배치하고 있다. 또한 기판(100)에 형성한 발광용 회로에는 리드(105)를 매개로 하여 급전(給電)을 행하도록 하고 있다.
그런데, 발광소자는 가로 세로 약 0.3 mm로, 방열(放熱)에 의한 과열을 피하기 위해, 서로 0.8 mm 이상 떨어뜨릴 필요가 있다. 그 결과, 창부(101)의 크기는 약 1.1 mm×2.8 mm가 되어 있다. 또한, 도광체(106)을 설치한 상태에서 도광체(106)의 단면(斷面) 보다도 창부(101)이 크면 빛이 새어 버리기 때문에, 도광체(106)의 단면은 창부(101)을 완전히 덮는 크기이어야만 한다.
종래에 있어서는 봉형상 도광체의 단면형상이 창부(101)을 완전히 덮도록 하고 있기 때문에, 봉형상 도광체의 단면의 크기에 제한이 부과되어 있다. 그 결과, 봉형상 도광체의 내부를 전파하는 빛에너지의 밀도도 일정 이상으로 하는 것이 곤란하다. 빛에너지 밀도가 낮으면 원고면의 한정된 영역을 밝게 비추는 지향성(指向性)을 가진 조사가 불가능하다.
본 발명은 봉형상 도광체의 내부를 전파하는 빛에너지의 밀도를 높게 할 수 있는 라인 조명장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 라인 조명장치는 봉형상 도광체의 양끝에 발광 유닛을 설치하여, 이들 양끝의 발광 유닛은 기판에 3원색 중 1색 또는 2색의 발광소자를 설치하고, 또한 양끝의 발광 유닛의 발광소자를 합침으로써 3원색의 모든 색을 만족시키는 구성으로 하였다.
구체예를 들자면, 한쪽 끝의 발광 유닛에는 녹색 발광소자와 청색 발광소자를 설치하고, 다른 쪽 끝의 발광 유닛에는 적색 발광소자를, 또는 한쪽 끝의 발광 유닛에는 청색 발광소자와 적색 발광소자를 설치하고, 다른 쪽 끝의 발광 유닛에는 녹색 발광소자와 적색 발광소자를 설치한다.
이와 같이, 양끝의 발광 유닛에 3원색의 발광소자를 배분하도록 하여 각 발광 유닛에 설치하는 발광소자의 수를 1 또는 2로 하면, 커플링용 창부를 작게할 수 있고, 그 결과, 봉형상 도광체의 단면도 작게할 수 있다.
또한, 본원의 다른 발명은 발광 유닛의 기판에 3개의 창부를 설치하여, 각 창부에 3원색의 각 발광소자를 배치하고, 또한 각 창부에 대응하여 3개의 봉형상 도광체를 배치한 구성으로 하였다. 이와 같이 하여도 봉형상 도광체 내의 빛에너지 밀도를 높일 수 있다.
또한, 본원 발명의 대상은 라인 조명장치에 한정되지 않고, 이 조명장치를 삽입한 화상 독취장치도 포함된다.
구체적으로는 종래 3개의 LED 칩을 배치했던 기판에, 2개의 LED 칩을 배치하게 되기 때문에, 기판에 형상하는 창은 2/3 이하의 크기가 되어, 빛에너지 밀도는 1.5배 이상이 된다.
따라서, 봉형상 도광체를 원고면에 근접하게 배치하는 팩시밀리장치, 복사기, 이미지 스캐너장치 등에 적용하여 매우 정밀도가 높은 것을 얻을 수 있다.
이하에 본 발명의 실시형태를 첨부하는 도면을 토대로 설명한다. 도 1은 본 발명의 라인 조명장치를 적용한 밀착형 이미지 센서의 단면도, 도 2는 상기 밀착형 이미지 센서에 삽입한 한쌍의 라인 조명장치의 사시도, 도 3은 본 발명의 라인 조명장치의 분해사시도이다.
밀착형 이미지 센서(CIS)는 유지체(1)에 2세트의 라인 조명장치(2,2)를 삽입하고, 또한 유지체(1) 내에 정립등배계(正立等倍系)의 렌즈 어레이(3)을 배치하고, 더욱이 유지체(1)의 하부(下部)에 라인 이미지 센서(4)를 설치한 플레이트(5)를 설치하고, 라인 조명장치(2.2)의 위쪽에 원고대(6)(커버 글래스)을 배치하고 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 라인 조명장치(2)는 백색 케이스(21)과, 이 케이스(21) 내에 끼워 넣어지는 봉형상 도광체(22), 봉형상 도광체(22)의 양끝에 설치되는 발광 유닛(30,40)으로 된다.
봉형상 도광체(22)는 아크릴 수지 등을 재료로 하여 형성되고, 끝면쪽에서 본 형상은, 양측면(23,24)가 1/4 타원 또는 포물선을 이루고, 바닥면(25)와 윗면(26)이 평탄면으로 되며, 바닥면(25)에는 봉형상 도광체(22) 내에 도입된 빛을 난반사(亂反射)시키는 산란 도트가 형성되고, 윗면(26)은 출사면으로 되어 있다. 또한, 산란 도트는 도 4에 나타내는 바와 같이 중앙부에 있어서 대면적으로 양끝을 향함에 따라 서서히 면 끝이 작아지도록 하고 있다.
상기 발광 유닛(30)은 회로를 형성한 기판(31)에 급전용 리드(32)가 설치되고, 또한 기판(31)의 봉형상 도광체(22)와 마주보는 면에 커플링용 창부(33)이 형성되고, 이 창부(33) 내에 녹색 발광 다이오드(34)와 청색 발광 다이오드(35)가 설치되어 있다.
한편, 발광 유닛(40)도 마찬가지로, 기판(41)에 급전용 리드(42)가 설치되고, 또한 기판(41)의 봉형상 도광체(22)와 마주보는 면에 커플링용 창부(43)이 형성되고, 이 창부(43) 내에 적색 발광 다이오드(44)가 2개 설치되어 있다. 또한, 발광 다이오드(34,35,44)는 칩형인 것(LED 칩)을 사용하고 있다.
또한, 발광 유닛(30)에는 청색 발광 다이오드와 적색 발광 다이오드를 설치하고, 발광 유닛(40)에는 녹색 발광 다이오드와 적색 발광 다이오드를 설치하도록 해도 된다.
도 4는 상기의 산란 도트 패턴으로 한 경우의 라인 조명장치의 길이방향(주 주사방향)에 있어서의 3원색의 반사광량을 측정한 도면으로, (a)는 산란 도트 패턴을, (b)는 녹색 및 청색의 LED광의 반사광량(세로축이 반사광량, 가로축이 길이방향 위치)을, (c)는 적색의 LED광의 반사광량을 나타낸다. 이 도면으로부터 명확한 바와 같이, 녹색 및 청색의 LED광은 다른 쪽 끝 부근에 있어서 서서히 광량이 저하되고, 적색의 LED광은 한쪽 끝 부근에 있어서 서서히 광량이 저하된다. 또한, 길이방향에 있어서의 광량의 배분은 산란 도트 패턴에 의해 조절할 수 있다.
도 5는 본 발명의 라인 조명장치를 한쌍 배치한 경우의 3원색의 반사광량을 나타내는 도면이다. 이 실시예에서는 한쌍의 라인 조명장치로 발광 유닛(30,40)이 점대칭이 되도록 배치하고 있기 때문에, 녹색 및 청색의 LED광의 반사광량도 또한 적색의 LED광의 반사광량도 각 라인 조명장치마다 서로 더해져, 1개의 라인 조명장치를 배치한 경우 보다도 평평한 특성이 얻어진다.
도 6은 다른 실시예를 나타내는 사시도로, 이 실시예에 있어서는 발광 유닛(50)의 기판(51)에 독립된 3개의 커플링용 창부(52,53,54)를 설치하고, 창부(52)에 녹색 발광 다이오드(55)를, 창부(53)에 청색 발광 다이오드(56)을, 창부(54)에 적색 발광 다이오드(57)을 각각 배치하고, 각 창부(52,53,54)에 대응하여 3개의 봉형상 도광체(58)을 커플링하도록 하고 있다.
이와 같이, 각 색의 발광 다이오드마다 개별적으로 창부를 설치하고, 각 창부에 1개씩 봉형상 도광체를 가늘게 하여 설치하도록 하면 전파하는 빛에너지를 높일 수 있고, 더욱이 도광체의 형상 및 산란 도트 패턴의 자유도(自由度)가 증가되어, 광원 근방의 RGB(3원색)의 분산도 억제할 수 있다.
본 발명에 의하면, 발광 유닛의 기판에 형성되는 커플링용 창부를 작게할 수 있고, 그 결과, 봉형상 도광체의 단면적도 작게 할 수 있다. 봉형상 도광체의 단면적이 작아지면, 봉형상 도광체 내를 전파하는 빛에너지 밀도가 높아져, 봉형상 도광체에 형성하는 산란 도트를 작게 해도, 원고의 한정된 영역을 밝게 조사할 수 있다.
도 1은 본 발명의 라인 조명장치를 적용한 밀착형 이미지 센서의 단면도이다.
도 2는 한쌍의 라인 조명장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 라인 조명장치의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 라인 조명장치의 길이방향에 있어서의 3원색의 반사광량을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 라인 조명장치를 한쌍 배치한 경우의 3원색의 반사광량을 나타내는 도면이다.
도 6은 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 7은 종래의 라인 조명장치의 커플링부를 설명한 도면이다.
부호의 설명
1…유지체(保持體), 2…라인 조명장치, 3…렌즈 어레이(lens array), 4…라인 이미지 센서, 5…플레이트, 6…원고대(原稿台)(커버 글래스), 21…백색 케이스, 22,58…봉형상 도광체(道光體), 23,24…봉형상 도광체의 측면, 25…봉형상 도광체의 바닥면, 26…봉형상 도광체의 윗면, 30,40,50…발광 유닛, 31,41,51…기판, 32,42…리드, 33,43,52,53,54…창부(窓部), 34,55…녹색 발광 다이오드, 35,56…청색 발광 다이오드, 44,57…적색 발광 다이오드.

Claims (5)

  1. 봉형상 도광체와 발광 유닛을 구비한 라인 조명장치에 있어서, 상기 발광 유닛은 봉형상 도광체의 양끝에 설치되어, 이들 양끝의 발광 유닛은 기판에 3원색 중의 1색 또는 2색의 발광소자를 설치하고, 또한 양끝의 발광 유닛의 발광소자를 합침으로써 3원색의 모든 색을 만족시키는 것을 특징으로 하는 라인 조명장치.
  2. 제1항의 라인 조명장치에 있어서, 한쪽 끝의 발광 유닛에는 녹색 발광소자와 청색 발광소자를 설치하고, 다른 쪽 끝의 발광 유닛에는 적색 발광소자를 설치한 것을 특징으로 하는 라인 조명장치.
  3. 제1항의 라인 조명장치에 있어서, 한쪽 끝의 발광 유닛에는 청색 발광소자와 적색 발광소자를 설치하고, 다른 쪽 끝의 발광 유닛에는 녹색 발광소자와 적색 발광소자를 설치한 것을 특징으로 하는 라인 조명장치.
  4. 봉형상 도광체와 발광 유닛을 구비한 라인 조명장치에 있어서, 상기 발광 유닛은 기판에 3개의 창부를 설치하여, 각 창부에 3원색의 각 발광소자를 배치하고, 또 각 창부에 대응하여 3개의 봉형상 도광체가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 라인 조명장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 라인 조명장치와, 라인 이미지 센서, 원고로부터의 반사광 또는 투과광을 상기 라인 이미지 센서에 수렴시키기 위한 렌즈 어레이를 구비한 화상 독취장치.
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