(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状の導光体と、
回路基板、この回路基板の表面上に配置された発光ダイオードおよびこの発光ダイオードを覆うよう設けられた透光性の封止体よりなり、前記導光体の一端面に対向するよう配置されたＬＥＤ実装体と、
このＬＥＤ実装体における回路基板の裏面に配置され、当該ＬＥＤ実装体に電気的に接続された、表面に配線を有する給電配線板と、
この給電配線板に接近して位置する基端から先端に向かうに従って拡径する光反射面が内周面に形成された筒状の光反射面形成部、およびこの光反射面形成部の先端に連続して一体に形成された、導光体の長手方向に伸びる筒状の導光体受容部を有し、当該導光体受容部に導光体の一端部が挿入され、前記光反射面が前記ＬＥＤ実装体と前記導光体との間の光路を包囲するよう配置された金属製の光反射部材とを具えてなり、
前記光反射部材は、それぞれ前記光反射面形成部の基端面から前記給電配線板に向かって突出して当該給電配線板の表面における非配線領域に対接する複数の突出脚部を有し、当該光反射面形成部の基端面が前記回路基板の表面から離隔するよう配置されていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記給電配線板の表面と前記光反射面形成部の基端面との間の間隙に向かう光を遮蔽する遮光体が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記回路基板と前記光反射面形成部との間には、前記封止体の周囲を取り囲み、当該回路基板に接近して位置する裏面から当該光反射面形成部に接近して位置する表面に向かうに従って拡径する光反射面を有する電気絶縁性材料よりなる絶縁性光反射部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項４】
前記給電配線板は、金属板上に絶縁層を介して配線が形成されてなるものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファクシミリ、複写機、スキャナなどの機器に使用される原稿読取用の光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファクシミリ、複写機、スキャナなどの機器は、原稿面からの反射光によって原稿面の文字・画像情報を読み取る原稿読取装置を有し、この原稿読取装置には、原稿面を照明する光源装置が搭載されている。
このような光源装置としては、棒状の導光体の一端面に、発光ダイオードが配置されてなるものが知られている（特許文献１参照。）。
【０００３】
図７は、従来の光源装置の一例における要部の構成を示す説明用断面図である。この光源装置は、例えばアクリル樹脂などの透光性樹脂よりなる棒状の導光体７０を有し、この導光体７０には、その長手方向に垂直な断面における外周輪郭が円弧状の光出射面７１が、当該導光体７０の長手方向に沿って形成され、この光出射面７１に対向する周面には、微小プリズム群７２が形成されている。
導光体７０の一端には、発光ダイオード８５が当該導光体７０の一端面７５に対向するよう配置されている。具体的には、表面に配線（図示省略）が形成された給電配線板８０が、導光体７０の一端面７５に対向するよう配置され、この給電配線板８０の表面上に、静電気保護用のダイオード素子８１を介して発光ダイオード８５が配置されている。ダイオード素子８１は、導電性接着材８２およびワイヤー配線８３によって給電配線板８０に電気的に接続され、一方、発光ダイオード８５は、マイクロバンプ８６によってダイオード素子８１に電気的に接続されている。そして、ダイオード素子８１および発光ダイオード８５の全体を覆うよう、透光性樹脂よりなる半球状の封止体８７が設けられている。
また、給電配線板８０の表面上には、給電配線板８０から導光体７０に向かうに従って拡径する光反射面９１を内周面に有する筒状の光反射部材９０が、当該光反射面９１が発光ダイオード８５と導光体７０との間の光路を包囲するよう配置されている。この光反射部材９０は、給電配線板８０の表面に形成された配線に接触しても配線間に短絡が生じないよう、白色に着色された電気的絶縁性を有する樹脂材料によって構成されている。
【０００４】
このような光源装置においては、発光ダイオード８５から放射された光が、発光ダイオード８５と導光体７０との間の光路を介して直接または光反射部材９０の光反射面９１に反射されながら、導光体７０の一端面７５から当該導光体７０内に入射され、この入射光は、導光体７０によってその周面に反射されながら当該導光体７０の長手方向に導かれると共に、微小プリズム群７２によって光出射面７１に向かって反射され、この反射光が導光体７０の光出射面７１から出射され、例えば原稿台上に載置された原稿の原稿面に照射される。
【０００５】
而して、原稿読取装置に搭載される光源装置としては、原稿面においてより高い照度が得られることが求められており、このような光源装置の高照度化を達成するためには、導光体の一端面に入射される光の光量を増加させること、具体的には、出力の高い発光ダイオードを用いること、或いは複数の発光ダイオードを用いることなどが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−８４１３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の光源装置においては、導光体７０の一端面に入射される光の光量を増加させた場合には、発光ダイオード８５と導光体７０との光路を包囲する光反射部材９０を構成する樹脂は放熱性が低いものであるため、導光体７０の一端部が相当に高い温度に加熱される結果、当該導光体７０の一端部に熱変形が生じるおそれがある、という問題がある。
また、光反射部材９０を放熱性の高い金属により構成する場合には、給電配線板８０の表面に形成された配線間に短絡が生じるおそれがある。
【０００８】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、導光体の一端面に入射される光の光量を増加させた場合にも、当該導光体の一端部が高い温度に加熱されることを抑制することができ、しかも、光反射部材を介して給電配線板の表面に形成された配線間に短絡が生じることがない光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光源装置は、棒状の導光体と、
回路基板、この回路基板の表面上に配置された発光ダイオードおよびこの発光ダイオードを覆うよう設けられた透光性の封止体よりなり、前記導光体の一端面に対向するよう配置されたＬＥＤ実装体と、
このＬＥＤ実装体における回路基板の裏面に配置され、当該ＬＥＤ実装体に電気的に接続された、表面に配線を有する給電配線板と、
この給電配線板に接近して位置する基端から先端に向かうに従って拡径する光反射面が内周面に形成された筒状の光反射面形成部、およびこの光反射面形成部の先端に連続して一体に形成された、導光体の長手方向に伸びる筒状の導光体受容部を有し、当該導光体受容部に導光体の一端部が挿入され、前記光反射面が前記ＬＥＤ実装体と前記導光体との間の光路を包囲するよう配置された金属製の光反射部材とを具えてなり、
前記光反射部材は、それぞれ前記光反射面形成部の基端面から前記給電配線板に向かって突出して当該給電配線板の表面における非配線領域に対接する複数の突出脚部を有し、当該光反射面形成部の基端面が前記回路基板の表面から離隔するよう配置されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の光源装置においては、前記給電配線板の表面と前記光反射面形成部の基端面との間の間隙に向かう光を遮蔽する遮光体が設けられていることが好ましい。
また、前記回路基板と前記光反射面形成部との間には、前記封止体の周囲を取り囲み、当該回路基板に接近して位置する裏面から当該光反射面形成部に接近して位置する表面に向かうに従って拡径する光反射面を有する電気絶縁性材料よりなる絶縁性光反射部材が設けられていることが好ましい。
また、前記給電配線板は、金属板上に絶縁層を介して配線が形成されてなるものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の光源装置によれば、光反射部材が放熱性の高い金属により構成されているため、導光体の一端面に入射される光の光量を増加させた場合にも、導光体の一端部が高い温度に加熱されることが抑制されるので、当該導光体の一端部に熱変形が生じることを防止することができる。しかも、光反射部材は、その光反射面形成部の基端面から給電配線板に向かって突出して当該給電配線板の表面における非配線領域に対接する複数の突出脚部を有し、これにより、光反射面形成部の基端面が回路基板の表面から離隔した状態とされているため、光反射部材を介して給電配線板の表面に形成された配線間およびＬＥＤ実装体における回路基板の表面に形成された配線間に短絡が生じることがない。
また、給電配線板の表面と光反射部材における光反射面形成部の基端面との間の間隙に向かう光を遮蔽する遮光体が設けられた構成によれば、光反射面形成部と給電配線板の表面との間から光が放出されることによる迷光の発生を防止することができる。
また、ＬＥＤ実装体における回路基板と光反射部材における光反射面形成部との間に、当該ＬＥＤ実装体における封止体の周囲を取り囲み、当該回路基板に接近して位置する裏面から当該光反射面形成部に接近して位置する表面に向かうに従って拡径する光反射面を有する絶縁性光反射部材が設けられた構成によれば、給電配線板の表面と光反射部材における光反射面形成部の基端面との間の間隙に向かう光が絶縁性光反射部材によって反射されて導光体の一端面に入射されるので、高い光の利用率が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光源装置における要部の構成を示す説明用断面図である。
【図２】図１に示す光源装置における光反射部材を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る光源装置における要部の構成を示す説明用断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る光源装置における要部の構成を示す説明用断面図である。
【図５】図４に示す光源装置の一部を拡大して示す説明用断面図である。
【図６】光反射部材における突出脚部の変形例を示す説明図である。
【図７】従来の光源装置の一例における要部の構成を示す説明用断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の光源装置の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光源装置における要部の構成を示す説明用断面図である。この光源装置は、例えばアクリル樹脂などの透光性樹脂よりなる棒状の導光体１０を有する。この導光体１０には、その長手方向に垂直な断面における外周輪郭が円弧状の光出射面１１が、当該導光体１０の長手方向に沿って形成され、この光出射面１１に対向する周面には、微小プリズム群１２が形成されている。
また、導光体１０は、当該導光体１０の長手方向に沿って伸びる、例えばアルミニウムなどの剛性を有する金属よりなる基台３０に、直接または適宜の支持体を介して支持されている。
【００１４】
導光体１０の一端には、ＬＥＤ実装体１５が当該導光体１０の一端面１３に対向するよう配置されている。このＬＥＤ実装体１５は、導光体１０の一端面１３に対向するよう配置された回路基板１６を有し、この回路基板１６の表面上には、発光ダイオード１７が当該回路基板１６に電気的に接続された状態で配置され、この発光ダイオード１７を覆うよう、例えばシリコーン樹脂などの透光性を有する耐熱性樹脂よりなる半球状の封止体１８が設けられている。
【００１５】
ＬＥＤ実装体１５における回路基板１６の裏面には、当該ＬＥＤ実装体１５に電気的に接続された、表面に配線（図示省略）を有する給電配線板２５が設けられている。この給電配線板２５は、銅などよりなる金属板上に、レジストなどの樹脂よりなる絶縁層を介して配線が形成されて構成され、 当該給電配線板２５には、発光ダイオード１７に電気を供給する電源（図示省略）が接続されている。
【００１６】
この例の光源装置は、導光体１０の長手方向に垂直な底板３６およびこの底板３６の周縁に連続して導光体１０の長手方向に沿って伸びる側板３７を有する、例えばアルミウニムなどの金属よりなる断面がＬ字状の支持部材３５を有し、この支持部材３５における底板３６の表面に、給電配線板２５が配置されて固定され、一方、支持部材３５における側板３７は基台３０に固定されている。
また、支持部材３５における底板３６の裏面には、放熱器３８が設けられている。
【００１７】
導光体１０と給電配線板２５との間には、金属製の光反射部材２０が設けられている。具体的に説明すると、この光反射部材２０は、図２にも示すように、給電配線板２５に接近して位置する基端から先端に向かうに従って拡径するテーパ状の光反射面２２が内周面に形成された、導光体１０の長手方向に伸びる外周輪郭が矩形の筒状の光反射面形成部２１と、この光反射面形成部２１の先端に連続して一体に形成された、導光体１０の長手方向に伸びる筒状の導光体受容部２３とを有し、当該導光体受容部２３に導光体１０の一端部が挿入されて受容されることにより、当該光反射部材２０は、光反射面２２がＬＥＤ実装体１５と導光体１０との間の光路を包囲するよう配置されている。
そして、光反射部材２０には、それぞれ光反射面形成部２１の基端面から給電配線板２５に向かって突出して当該給電配線板２５の表面における非配線領域に対接する複数の突出脚部２４が互いに離間して形成されている。図示の例では、光反射面形成部２１の基端面における四隅に合計で４つの突出脚部２４が形成されている。
また、光反射部材２０は、給電配線板２５または基台３０に例えばネジ等によって固定されている。
【００１８】
光反射部材２０は、例えばアルミニウムによって形成され、光反射面２２すなわち光反射面形成部２１の内周面には、鏡面加工が施されている。
突出脚部２４の突出高さは、ＬＥＤ実装体１５における回路基板１６の厚みより大きいものとされ、これにより、光反射面形成部２１の基端面がＬＥＤ実装体１５における回路基板１６の表面から離隔した状態とされている。突出脚部２４の突出高さがＬＥＤ実装体１５における回路基板１６の厚みより大きいものであることにより、光源装置の製造時において、光反射部材２０を位置合わせして給電配線板２５または基台３０に固定する際に、光反射面形成部２１の基端面がＬＥＤ実装体１５における回路基板１６の表面に接触して当該回路基板１６の配線が損傷することを防止することができる。
突出脚部２４の突出高さは、具体的には０．８〜１．１ｍｍであることが好ましい。
また、光反射部材２０における光反射面形成部２１の基端面が位置される平面レベルと回路基板１６の表面が位置される平面レベルとの間の離間距離は、０．１２〜０．４２ｍｍであることが好ましい。
【００１９】
光源装置の各部材の寸法の一例を挙げると、導光体１０は、全長が３４０ｍｍ、最大径が６．０ｍｍ、ＬＥＤ実装体１５は、回路基板１６の寸法が３．０ｍｍ×３．０ｍｍ×０．６８ｍｍ、封止体１８の径が４．８ｍｍ、光反射部材２０は、光反射面形成部２１の長さが２．２ｍｍ、光反射面形成部２１の基端の内径が５．２ｍｍ、光反射面形成部２１の先端の内径が３．２ｍｍ、光反射面形成部２１の外周の寸法が１０ｍｍ×１０ｍｍ、導光体受容部２３の長さが２．８ｍｍ、導光体受容部２３の内径が５．２ｍｍ、突出脚部２４の各々の突出高さが０．９ｍｍ、突出脚部２４の各々の縦横の寸法が１．５ｍｍ×１．５ｍｍ、給電配線板２５の寸法が１３ｍｍ×３０ｍｍ×１．０ｍｍである。
【００２０】
上記の光源装置においては、ＬＥＤ実装体１５における発光ダイオード１７から放射された光が、封止体１７および当該ＬＥＤ実装体１５と導光体１０との間の光路を介して直接または光反射部材２０の光反射面２２に反射されながら、導光体１０の一端面１３から当該導光体１０内に入射され、この入射光は、導光体１０によってその周面に反射されながら当該導光体１０の長手方向に導かれると共に、微小プリズム群１２によって光出射面１１に向かって反射され、この反射光が導光体１０の光出射面１１から出射され、例えば原稿台上に載置された原稿の原稿面に照射される。このとき、導光体１０の一端部は、ＬＥＤ実装体１５からの光および熱を受けることによって加熱される。
【００２１】
而して、本発明の光源装置によれば、ＬＥＤ実装体１５と導光体１０との間の光路を包囲する光反射面形成部２１を有する光反射部材２０が放熱性の高い金属により構成されているため、導光体１０の一端面１３に入射される光の光量を増加させた場合にも、導光体１０の一端部が高い温度に加熱されることが抑制されるので、当該導光体１０の一端部に熱変形が生じることを防止することができる。しかも、光反射部材２０は、その光反射面形成部２１の基端面から給電配線板２５に向かって突出して当該給電配線板２５の表面における非配線領域に対接する複数の突出脚部２４を有し、これにより、光反射面形成部２１の基端面が給電配線板２５の表面から離隔した状態とされているため、光反射部材２０を介して給電配線板２５の表面に形成された配線間およびＬＥＤ実装体１５における回路基板１６の表面に短絡が生じることがない。
【００２２】
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る光源装置における要部の構成を示す説明用断面図である。この光源装置は、ＬＥＤ実装体１５における回路基板１６と光反射部材２０における光反射面形成部２１との間に、給電配線板２５の表面と光反射部材２０における光反射面形成部２１の基端面との間の間隙に向かう光を遮蔽する遮光体４０が設けられていることを除き、第１の実施の形態に係る光源装置と同様の構成である。
遮光体４０は、ＬＥＤ実装体１５における封止体１８の径より僅かに小さい径の貫通孔４１を有する、電気絶縁性を有する着色された耐熱性樹脂材料により形成された板状体よりなり、光反射面形成部２１の基端面が位置される平面レベルと回路基板１６の表面が位置される平面レベルとの間の距離より小さい厚みを有するものであり、当該遮光体４０の貫通孔４１に封止体１８が挿通されることにより、当該遮光体４０は、貫通孔４１の内周面が封止体１８の周囲を取り囲むよう配置されている。
遮光体４０を構成する耐熱性樹脂材料としては、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトンなどを用いることができる。
また、遮光体４０の色は、遮光性が発現されるものであれば特に限定されない。
【００２３】
このような光源装置によれば、第１の実施の形態に係る光源装置と同様の効果が得られると共に、遮光体４０によって、ＬＥＤ実装体１５からの光が、光反射部材２０における光反射面形成部２１の基端面と給電配線板２５の表面との間の間隙から放出されることを防止することができ、これにより、光反射面形成部２１の基端面と給電配線板２５の表面との間の間隙から光が放出されることによる迷光の発生を防止することができる。
【００２４】
図４は、本発明の第３の実施の形態に係る光源装置における要部の構成を示す説明用断面図である。この光源装置は、ＬＥＤ実装体１５における回路基板１６と光反射部材２０における光反射面形成部２１との間に、当該ＬＥＤ実装体１５における封止体１８の周囲を取り囲む光反射面４６を有する電気絶縁性材料よりなる絶縁性光反射部材４５が設けられていることを除き、第１の実施の形態に係る光源装置と同様の構成である。
具体的に説明すると、絶縁性光反射部材４５は、厚み方向に貫通する貫通孔４７を有する、可視光線の光反射率が高い色例えば白色に着色された耐熱性樹脂材料により形成された板状体よりなり、当該貫通孔４７の内周面に光反射面４６が形成されている。絶縁性光反射部材４５における内周面である光反射面４６は、図５にも拡大して示すように、回路基板１６に接近して位置する裏面から光反射面形成部２１に接近して位置する表面に向かうに従って拡径するテーパ状に形成されている。
【００２５】
ここで、導光体１０の長手方向に沿った断面において、導光体１０の長手方向と光反射部材２０の光反射面２２とのなす角が、導光体１０の長手方向と絶縁性光反射部材４５の光反射面４６とのなす角より小さくなるよう構成されていることが好ましい。このような構成によれば、光反射部材２０の光反射面２２および絶縁性光反射部材４５の光反射面４６によって、高い集光機能が得られるため、導光体１０の一端面１３に対する光の入射を好適に行うことができ、これにより、一層高い光の利用率が得られる。
【００２６】
また、絶縁性光反射部材４５は、光反射部材２０における光反射面形成部２１の基端面が位置される平面レベルと回路基板１６の表面が位置される平面レベルとの間の距離より小さい厚みを有すると共に、当該絶縁性光反射部材４５の裏面の開口径がＬＥＤ実装体１５における封止体１８の径より僅かに小さいものとされており、表面が光反射面形成部２１の基端面に接し、かつ、裏面がＬＥＤ実装体１５における回路基板１６の表面から間隙Ｓを介して離間した状態で配置されている。このような構成によれば、絶縁性光反射部材４５がＬＥＤ実装体１５における回路基板１６の表面に接触することがないため、当該光源装置の製造時において、当該回路基板１６の配線が損傷することを防止することができる。
絶縁性光反射部材４５を構成する耐熱性樹脂材料としては、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトンなどを用いることができる。
【００２７】
このような光源装置によれば、第１の実施の形態および第２の実施の形態に係る光源装置と同様の効果が得られると共に、給電配線板２５の表面と光反射部材２０における光反射面形成部２１の基端面との間の間隙に向かう光が絶縁性光反射部材４５によって反射されて導光体１０の一端面１３に入射されるので、高い光の利用率が得られる。
【００２８】
以上、本発明の光源装置を３つの実施の形態を例を挙げて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されず種々の変更を加えることが可能である。
例えば、給電配線板２５上には、複数のＬＥＤ実装体１５が配置されていてもよく、また、ＬＥＤ実装体１５には、回路基板１６上に複数の発光ダイオード１７が配置されていてもよい。
また、第１の実施の形態乃至第３の実施の形態に係る光源装置の各々においては、光反射部材２０における光反射面２２は、光反射面形成部２１の軸方向に沿った断面において、光反射面形成部２１の基端から先端までの線が直線状とれさているが、光反射面形成部２１の基端から先端までの線が放物線状のもの、すなわち、光反射面が放物面鏡よりなるものであってもよい。
また、突出脚部２４は、光反射面形成部２１の基端面が給電配線板２５の表面から離間した状態で配置される構成であれば、図２に示すものに限定されず、例えば図６に示すように、光反射面形成部２１の基端面における一側縁およびこれに対向する他側縁の各々に沿って形成された２つの突出脚部２４を有する構成であってもよい。
また、第３の実施の形態に係る光源装置においては、絶縁性光反射部材４５における光反射面４６は、当該絶縁性光反射部材４５の表面に垂直な断面において、絶縁性光反射部材４５の裏面から表面までの線が直線状とれさているが、絶縁性光反射部材４５の裏面から表面までの線が放物線状のもの、すなわち、光反射面４６が放物面鏡よりなるものであってもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１０  導光体
１１  光出射面
１２  微小プリズム群
１３  一端面
１５  ＬＥＤ実装体
１６  回路基板
１７  発光ダイオード
１８  封止体
２０  光反射部材
２１  光反射面形成部
２２  光反射面
２３  導光体受容部
２４  突出脚部
２５  給電配線板
３０  基台
３５  支持部材
３６  底板
３７  側板
３８  放熱器
４０  遮光体
４１  貫通孔
４５  絶縁性光反射部材
４６  光反射面
４７  貫通孔
７０  導光体
７１  光出射面
７２  微小プリズム群
７５  一端面
８０  給電配線板
８１  ダイオード素子
８２  導電性接着材
８３  ワイヤー配線
８５  発光ダイオード
８６  マイクロバンプ
８７  封止体
９０  光反射部材
９１  光反射面
Ｓ  間隙
【図１】
0005505096.tif 000002
【図２】
0005505096.tif 000003
【図３】
0005505096.tif 000004
【図４】
0005505096.tif 000005
【図５】
0005505096.tif 000006
【図６】
0005505096.tif 000007
【図７】
0005505096.tif 000008