JPH05299701A - ライン照明ユニット - Google Patents

ライン照明ユニット

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JPH05299701A
JPH05299701A JP9794492A JP9794492A JPH05299701A JP H05299701 A JPH05299701 A JP H05299701A JP 9794492 A JP9794492 A JP 9794492A JP 9794492 A JP9794492 A JP 9794492A JP H05299701 A JPH05299701 A JP H05299701A
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Shinji Yamana
真司 山名
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光の利用効率が高く、均一な照度分布を得る
ことのできるライン照明ユニットを提供する。 【構成】 光源となる発光素子(発光チップ)としての
発光ダイオードaは、凹面反射鏡としての5枚の凹面反
射板4の裏面に1つずつ実装されている。凹面反射板4
は、縦1列に同じ方向を向いて配設されかつ凹面に金属
メッキが施されている。これらの凹面反射板4は、発光
ダイオードaとともに、細長い箱状のケースとしての1
つのパッケージ3に収納されて支持されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、線状の領域を任意の
照度で照明するライン照明ユニットに関するものであ
り、さらに詳しくは、ファクシミリ、イメージスキャ
ナ、バーコードリーダなどの光学式像読み取り装置にお
ける読み取り原稿照明用や、複写機、光プリンタなどの
電子式写真装置におけるドラム除電用などに使用される
ライン照明ユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ファクシミリ、イメージスキャナ
などにおける読み取り原稿照明用に用いられるライン照
明ユニットとして、図11〜図13に示すようなものが
知られている。すなわち、そのライン照明ユニットにあ
っては、読み取り原稿サイズに合わせた長さの紙エポキ
シ製プリント配線基板11上に、等間隔ピッチで長手方
向(X−X′方向)へ一直線状に、表面実装型発光ダイ
オード12が多数並べられて配置されている。これらの
発光ダイオード12は、基板11に、ハンダ付けによっ
て電気的に接続されるとともに固定されている。
【0003】B4サイズ原稿用のライン光源の場合(長
さ253mm)、50個前後の発光ダイオード12が使用
されている。これらの発光ダイオード12が実装された
基板11の上方には、プラスチック製の集光用シリンド
リカルレンズ13が設置されている。シリンドリカルレ
ンズ13は、基板11に対して所定距離をおいて位置す
るように、基板11を保持するためのフレーム14と一
体に形成されている。そして、図11に示すように、各
発光ダイオード12から発せられた光をライン光源の長
手方向に対して直角の方向(Z−Z′方向)に集光す
る。なお、図11〜図13において、15は照明対象
面、16は負荷抵抗素子である。また、17は電気コネ
クタ、18はリード線、19は配線パターンである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなライン照
明ユニットにあっては、以下に説明するように、光の利
用効率が悪いという問題がある。すなわち、発光ダイオ
ード12の正面方向へ発せられた光のうち、シリンドリ
カルレンズ13へ到達しない光やシリンドリカルレンズ
13へその開口角以上の角度で入射する光は、有効に利
用されていない。これらの場合、光の利用効率は、せい
ぜい10数パーセント程度に過ぎない。
【0005】また、発光ダイオード12の光出射方向の
前方に設置されるシリンドリカルレンズ13としては、
通常、発光ダイオード12の実装されていない部分(隣
接する発光ダイオード12どうしの間)の直下における
照度低下(以下、「光リップル」という)を少なくする
目的で、光の散乱効果を有する乳白色レンズが用いられ
ている。このことも、光源から発せられた光の利用効率
が低下する要因の1つとなっている。
【0006】以上のように、従来のライン照明ユニット
は、光の利用効率が悪く、また、光リップルにより出射
光の強度が不均一になるという問題があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、発光素子
と、この発光素子から発せられた光を所定方向へ反射さ
せるための凹面反射鏡と、その発光素子およびその凹面
反射鏡を収納しかつその発光素子から発せられた光をそ
の凹面反射鏡により反射させて外部へ導くケースとを有
してなる光源体を複数個備え、これら複数個の光源体が
線状に配設されてなるライン照明ユニットである。
【0008】すなわち、この発明の要旨は、発光素子
(発光チップ)と、凹面反射鏡と、これらのケースとを
有してなる光源体を複数個、線状に配設し、発光素子か
ら発せられた光を凹面反射鏡により反射させてケース外
部へ取り出すことにより所定の線状領域を均一に照明す
るように、光学系を改善したことにある。
【0009】ここで、複数個の光源体は、それらの凹面
反射鏡がいずれも上記所定方向を向いて縦に並んだ状態
に配設してもよく、それらの凹面反射鏡がいずれも上記
所定方向を向いて横に並んだ状態に配設してもよい。ま
た、1つの光源体には、発光素子および凹面反射鏡が、
1つずつ備えられていてもよく、数個ずつ備えられてい
てもよい。さらに、複数個の光源体は、直線状に配設し
てもよく、曲線状に配設してもよい。
【0010】この発明において、好ましくは、複数個の
光源体を、それらの凹面反射鏡がいずれも上記所定方向
を向いて縦に並んだ状態に配設し、発光素子を、それら
の凹面反射鏡の裏側の面にそれぞれ設ける。そして、縦
に並んだ1の凹面反射鏡の裏側における発光素子から、
対象とする後ろの凹面反射鏡に光を照射する、という繰
り返し構造を採ることにより、前記問題点を改善する。
【0011】
【作用】発光素子と、凹面反射鏡と、これらのケースと
を有してなる光源体を複数個、線状に配設し、発光素子
から発せられた光を凹面反射鏡により反射させてケース
外部へ取り出すことにより、所定方向に進行する平行光
で線状(直線状または曲線状)領域を照明することがで
きる。
【0012】さらに、複数個の光源体を、それらの凹面
反射鏡がいずれも上記所定方向を向いて縦に並んだ状態
に配設し、発光素子を、それらの凹面反射鏡の裏側の面
にそれぞれ設けた場合は、それぞれの発光素子から対象
とする凹面反射鏡に光を照射して平行光を取り出すこと
ができる。したがって、取り出される平行光は、発光素
子の存在により進路を妨げられることがない。
【0013】以上のように、線状領域を平行光でかつ均
一な照度分布をもって照明することができ、光の利用効
率を高くすることができる。したがって、従来、約50
個使用されていた発光素子(チップ)を25個程度に大
幅節減することができ、省電力化も同時に達成できる。
【0014】
【実施例】以下、この発明の2つの実施例について図面
を参照して説明する。
【0015】実施例1 図1は実施例1のライン照明ユニットにおける光源体の
外観を示す斜視図であり、図2はその内部構造の概略を
示す斜視図である。また、図3は図1におけるX−Z平
面内の概略を示す構成説明図である。
【0016】図3においてaは、光源となる発光素子
(発光チップ)としての発光ダイオードを示す。この発
光ダイオードaは、図4および図5に示されるように、
金属メッキした凹面鏡(a−4)の上に、GaPからな
る発光ダイオードチップ(発光波長565nm)(a−
5)を搭載し、光出射方向の面上に、外部からの電力を
供給するための2つの電極(a−1)(a−2)を有し
てなる。発光ダイオードチップ(a−5)と一方の電極
(a−2)とは、ワイヤ(a−3)により接続されてい
る。このような発光ダイオードaは、凹面反射鏡として
の凹面反射板4の裏面に1つずつ実装されている。
【0017】図1〜図3に示すライン照明ユニットにお
ける光源体は、縦1列に同じ方向を向いて配設されかつ
凹面に金属メッキを施した5枚の凹面反射板4と、これ
らの凹面反射板4を収納して支持する細長い箱状のケー
スとしての1つのパッケージ3と、光出射面に位置する
透光性天板1とから主として構成されている。パッケー
ジ3の両側面には配線パターン2がそれぞれ設けられて
いる。これにより、パッケージ3内部の発光ダイオード
aに電力を供給する。なお、図2および図3において、
5は、縦1列に並んだ発光ダイオードaのうち一番前の
ものを所定位置に支持するための支持板である。
【0018】このような光源体を複数個、たとえば5
個、縦1列に配設することによりライン照明ユニットが
得られる。なお、天板1は、発光ダイオードaから発せ
られた光のうち、その発光ダイオードaに対向する凹面
反射板4へ向かわずに直接、上方の光出射(光出力)面
へ達しようとする光を反射させて凹面反射板4に導くた
めのものである(図3参照)。
【0019】この実施例では、凹面反射板4はX−Z平
面内でのみ放物面形状であり、その凹面反射板4の焦点
位置に発光ダイオードaが設置されている。そのため、
X方向にはほぼ均一でZ軸に平行な出射光が得られる
が、Y方向には広がりをもった出射光が得られる。そこ
で、発光ダイオードaから発せられる光のうちY方向に
広がる光を金属メッキした凹面鏡(a−4)によってあ
らかじめ一方向に整え、出射光のY方向への広がりを抑
えている。
【0020】実施例2 次に、透光性光基板を用いた実施例2について図6〜図
10を参照して説明する。図6は同実施例のライン照明
ユニットにおける光源体の概略を示す斜視図である。ま
た、図7は同ユニットにおける光源体を構成する1つの
透光性光基板の概略を示す斜視図であり、図8はそのX
−Z平面内の概略を示す。
【0021】光基板6は底面が凹面(放物面)となって
おり、凸面部8に金属メッキが施されることにより、底
面に凹面反射鏡が形成されている。発光ダイオードb
は、図9および図10に示されるように、薄い基板(b
−1)上にGaPからなる発光ダイオードチップ(b−
4)を搭載し、光出射方向の面上に外部から電力を供給
するための2つの電極(b−2)(b−3)を有してな
る。発光ダイオードチップ(b−4)と一方の電極(b
−3)とは、ワイヤ(b−5)により接続されている。
【0022】このような発光ダイオードbは、光基板6
の凹面反射鏡の裏側の面すなわち凸面部8に1つずつ実
装されており、次段(隣り)の光基板6の光入射部であ
る凹部7に位置するようになっている。この実施例の場
合、発光ダイオードbは指向特性の強いものを用いるこ
とにより、出射光のY方向への広がりを抑えることがで
きる。
【0023】なお、この発明は、上記の2実施例に限定
されるものではなく、また、発明の範囲内で上記各実施
例に多くの修正および変更を加えることができるのはも
ちろんである。
【0024】
【発明の効果】この発明によれば、発光素子から発せら
れた光を所定方向へ取り出すための凹面反射鏡を有する
光源体を複数個、線状に配設し、発光素子から発せられ
た光をその凹面反射鏡により反射させて、ケース外部へ
取り出すことにより、所定方向に進行する平行光で線状
領域を照明することができる。また、発光素子から発せ
られる光の大部分を凹面反射鏡で受けるような設計が可
能なため、光の利用効率を大幅に高めることができる。
【0025】さらに、複数個の光源体を、それらの凹面
反射鏡がいずれも上記所定方向を向いて縦に並んだ状態
に配設し、発光素子を、それらの凹面反射鏡の裏側の面
にそれぞれ設けた場合は、それぞれの発光素子から対象
とする凹面反射鏡に光を照射して平行光を取り出すこと
ができる。したがって、取り出される平行光は、発光素
子の存在により進路を妨げられることがない。また、取
り出される平行光が、光源体(ケース)と光源体(ケー
ス)の継ぎ目で途切れることもない。
【0026】以上のように、線状領域を平行光でかつ均
一な照度分布をもって照明することができ、光の利用効
率も高めることができることから、場合によっては、従
来に比べて約半数の発光素子で必要な照度が得られるた
め、省電力化を達成できるという効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明における実施例1の外観斜視図。
【図2】同実施例の内部構造を示す斜視図。
【図3】図2のX−Z平面における構成説明図。
【図4】同実施例に使用される光源部分の構成説明図。
【図5】図4のV−V線に沿う断面図。
【図6】この発明における実施例2の分解斜視図。
【図7】同実施例のユニットを構成する光基板の斜視
図。
【図8】図7のX−Z平面における構成説明図。
【図9】同実施例に使用される光源部分の構成説明図。
【図10】図4のX−X線に沿う断面図。
【図11】従来のライン照明ユニットの分解斜視図。
【図12】同照明ユニットの要部拡大斜視図。
【図13】図11のY−Z平面における構成説明図。
【符号の説明】
1 透光性天板 2 配線パターン 3 パッケージ(ケース) 4 凹面反射板(凹面反射鏡) 5 支持板 6 透光性光基板 7 光基板の凹部 8 光基板の凸面部 9 パッケージ(ケース) 10 配線パターン a 発光ダイオード (a−1) 電極 (a−2) 電極 (a−3) ワイヤ (a−4) 凹面鏡 (a−5) 発光ダイオードチップ (a−6) 基板 b 発光ダイオード (b−1) 基板 (b−2) 電極 (b−3) 電極 (b−4) 発光ダイオードチップ (b−5) ワイヤ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光素子と、この発光素子から発せられ
    た光を所定方向へ反射させるための凹面反射鏡と、その
    発光素子およびその凹面反射鏡を収納しかつその発光素
    子から発せられた光をその凹面反射鏡により反射させて
    外部へ導くケースとを有してなる光源体を複数個備え、 これら複数個の光源体が線状に配設されてなるライン照
    明ユニット。
  2. 【請求項2】 複数個の光源体は、それらの凹面反射鏡
    がいずれも上記所定方向を向いて縦に並んだ状態に配設
    され、 発光素子は、それらの凹面反射鏡の裏側の面にそれぞれ
    設けられている請求項1記載のライン照明ユニット。
JP9794492A 1992-04-17 1992-04-17 ライン照明ユニット Pending JPH05299701A (ja)

Priority Applications (1)

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JP9794492A JPH05299701A (ja) 1992-04-17 1992-04-17 ライン照明ユニット

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JP9794492A JPH05299701A (ja) 1992-04-17 1992-04-17 ライン照明ユニット

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