(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺基板と、該基板上に配置された発光素子とこれを覆う透光性樹脂とによって構成され前記基板の長手方向に沿って互いに離間して直線状に配置した複数の光源部とから成り、前記複数の光源部は、その透光性樹脂の最大厚みを各々略一定にするとともに、端の前記光源部の透光性樹脂の平面形状を、それよりも内に位置する前記光源部の透光性樹脂の平面形状よりも前記基板の長手方向の長さが短くなるようにすることによって、透光性樹脂の平面形状を端の前記光源部とそれよりも内に位置する前記光源部とで異ならせ、端の光源部の透光性樹脂の集光度をそれよりも内に位置する光源部の透光性樹脂の集光度よりも高めたことを特徴とする線状光源。
【請求項２】
長尺基板と、該基板上に配置された発光素子とこれを覆う透光性樹脂とによって構成され前記基板の長手方向に沿って互いに離間して直線状に配置した複数の光源部とから成り、前記複数の光源部を、その透光性樹脂の最大厚みを各々略一定にするとともに、その透光性樹脂の平面が長軸が前記基板の長手方向である楕円形状を成して前記基板の略全長に亘って所定ピッチで配置された複数の楕円状光源部と、その透光性樹脂の平面が円形若しくは前記楕円形状よりも円形に近い長軸が前記基板の長手方向である楕円形状を成す円状光源部とで構成した線状光源であって、前記線状光源の端部に前記円状光源部を最も外側の前記楕円状光源部と所定のピッチを有して配置し、端の光源部の透光性樹脂の集光度をそれよりも内に位置する光源部の透光性樹脂の集光度よりも高めたことを特徴とする線状光源。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、複数の光源部を基板の長手方向に沿って直線状に配置した線状光源に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ファクシミリ装置や複写機などの画像読取装置に用いられる線状光源は、一般に、基板上にＬＥＤチップからなる発光素子を直線状に配列し、この配列にそって棒状の集光レンズや反射枠を配置して構成している（特開平５−３０４３１８号公報、特開平２−９４６７３号公報、特開平４−１５１２６７号公報、実願昭６２−１１０３９４号（実開昭６４−１３７５０号）のマイクロフィルム等参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成によれば、棒状の集光レンズを備えるので薄型化が図れず、受光ラインセンサと組み合わせた密着型イメ−ジセンサへの搭載が困難である。また、成形部品が多く、組立て後の調節作業も必要であるので、組立て作業性が悪い。
【０００４】
また、光源の全長にわたる照度分布は、中央部分で平坦性が得られるものの、端部分において照度が落ち込むので、例えば光源の全長が２３０ｍｍの場合の有効光源長（照度偏差値±１０％以内）が２１０ｍｍ程度となり、利用に適さない光源長さが２０ｍｍ程度生じてしまう。
【０００５】
また、棒状の集光レンズに替えてＬＥＤチップを直接覆う連続した透光性樹脂を設けることも考えられるが、熱ストレスによって透光性樹脂に反りが発生して照度分布に狂いが生じ易くなる。
【０００６】
そこで本発明は、上記の点を考慮して成されたもので、構成の簡素化、光源長に対する有効光源長の増大、熱ストレスによる影響排除を図ることを主な課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の線状光源は、長尺基板と、該基板上に配置された発光素子とこれを覆う透光性樹脂とによって構成され前記基板の長手方向に沿って互いに離間して直線状に配置した複数の光源部とから成り、前記複数の光源部は、その透光性樹脂の最大厚みを各々略一定にするとともに、端の前記光源部の透光性樹脂の平面形状を、それよりも内に位置する前記光源部の透光性樹脂の平面形状よりも前記基板の長手方向の長さが短くなるようにすることによって、透光性樹脂の平面形状を端の前記光源部とそれよりも内に位置する前記光源部とで異ならせ、端の光源部の透光性樹脂の集光度をそれよりも内に位置する光源部の透光性樹脂の集光度よりも高めたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の線状光源は、長尺基板と、該基板上に配置された発光素子とこれを覆う透光性樹脂とによって構成され前記基板の長手方向に沿って互いに離間して直線状に配置した複数の光源部とから成り、前記複数の光源部を、その透光性樹脂の最大厚みを各々略一定にするとともに、その透光性樹脂の平面が長軸が前記基板の長手方向である楕円形状を成して前記基板の略全長に亘って所定ピッチで配置された複数の楕円状光源部と、その透光性樹脂の平面が円形若しくは前記楕円形状よりも円形に近い長軸が前記基板の長手方向である楕円形状を成す円状光源部とで構成した線状光源であって、前記線状光源の端部に前記円状光源部を最も外側の前記楕円状光源部と所定のピッチを有して配置し、端の光源部の透光性樹脂の集光度をそれよりも内に位置する光源部の透光性樹脂の集光度よりも高めたことを特徴とする。
【００１０】
【作用】
本発明によれば、光源部を基板の長手方向に沿って互いに離間して配置したので、透光性樹脂を基板の長手方向に連ねた場合のような熱ストレスによる樹脂の反りを殆ど無くして照度のバラツキを低減することができる。
【００１１】
また、複数の光源部は、基板の端に位置する光源部を構成する樹脂の集光度を他の光源部を構成する樹脂の集光度よりも高めたので、光源端部における照度を発光素子を変更することなく容易に増加して有効光源長を長くすることができる。
【００１２】
また、複数の光源部は、その透光性樹脂の最大厚みを各々略一定にするとともに、その透光性樹脂の平面形状を端の光源部とそれよりも内に位置する光源部とで異ならせたので、樹脂の平面形状の変更のみで集光度を容易に変更することができ、光源端部における照度を発光素子を変更することなく容易に変更することができるとともに、光源部の厚みを薄くしかも略均一にできるので、光源の薄型化を実現することができる。
【００１３】
また、複数の光源部を、その透光性樹脂の平面が楕円形状を成す楕円状光源部と、その透光性樹脂の平面が円形若しくは前記楕円形状よりも円形に近い円形状を成す円状光源部とで構成し、光源の端に円状光源部を配置したので、光緩衝（光の重ね合わせ）作用による照度分布の平坦化を楕円状光源部によって行うことができ、光源部の配置ピッチを長くして光源部の少数化を実現することができる。さらに、透光性樹脂の平面形状を、照度ムラが少なくしかも樹脂の安定な形状を得やすい楕円若しくは円状に変更するので、樹脂成形を容易にかつ安定して行い、光学特性の均一化を図ることができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。図１に示すように、線状光源１は、ガラスエポキシ等の絶縁性を有する長尺の基板１０（全長２２７ｍｍ）上に複数の光源部２０（この実施例では４０個）を基板１０の長手方向に沿って直線状に配置して構成している。基板１０は、ガラスエポキシ等の絶縁性を有する基材によって構成され、その表面には、各光源部２０用の電極とこれらを配線接続するための銅箔等の導電性パターン（図示せず）が設けられているとともに、この導電性パターンの所定部分（発光素子配置部分やリード線接続部分等）を除く基板１０の表面全体を覆うように光反射性の良い例えば白色の絶縁膜（図示せず）を設けている。基板１０の裏側には、図２に示すように取付用の両面テープなど接着層３０を設けている。
【００１５】
各光源部２０は、図２に示すように、基板１０の表面に施された導電性パターン上に導電性接着剤（いずれも図示せず）を介して同一のＬＥＤチップ等からなる発光素子２１を配置し、ワイヤ−ボンドしたこの発光素子２１を覆うようにエポキシ系樹脂などの透光性を有する樹脂２２を凸レンズ状にモ−ルドして構成している。各光源部２０の発光素子２１は、ＧａＡｌＡｓ（赤色），ＧａＰ（黄緑色）その他から選ばれた１つのＬＥＤチップで構成しているが、多色光源化に対応すべく、各光源部２０にそれぞれ多色発光ＬＥＤチップを配置することもできるし、各光源部２０にそれぞれ同一発光色若しくは異なる発光色の複数個のＬＥＤチップを配置することもできるし、読み取り装置などのマルチカラー化に対応すべく、発光色の異なる２〜３種類（好ましくは３原色に相当する色から選択された発光色を有する）のＬＥＤチップを繰り返して光源部２０に順次配置することもできる。
【００１６】
複数の光源部２０は、基板１０の略全長に亘って例えば５．７３ｍｍのピッチで互いに離間して配置され、その平面形状が楕円形状を成す複数の楕円状光源部２０ａを備えているとともに、基板１０の両端に位置するように最も外側の楕円状光源部２０ａと例えば５．５ｍｍのピッチを有して配置され、その平面形状が円形状を成す円状光源部２０ｂとを備えている。基板１０表面の前記絶縁膜には、樹脂２２の成形時にこれら楕円状光源部２０ａや円状光源部２０ｂの樹脂平面形状を規定するための輪郭処理を施している。
【００１７】
各楕円状光源部２０ａは、光源部の数が少なくそのピッチが長い場合であっても、隣接光源部の光緩衝（光の重なり）を利用した照度分布の平坦化を実現するために、その長軸方向を基板１０の長手方向と同方向（長軸が基板長手方向と若干交差していてもよい）に配置し、隣接する楕円状光源部２０ａの光緩衝度が高められるように構成している。そのため、楕円状光源部２０ａを構成する樹脂２２ａは、図３に示すように、例えばその長軸の長さが４ｍｍ，短軸の長さが３．４ｍｍの平面楕円形とするとともに、最大厚みが１ｍｍ前後の凸レンズ形状に構成している。このように平面楕円形状とすることによって、楕円状光源部２０ａのピッチが若干長くても、有効光源（照射）領域の照度を規定の範囲に保つことができ、楕円状光源部２０ａの数を少なくすることができる。
【００１８】
前記円状光源部２０ｂは、光源（基板）端部における照度分布の低下を防止して有効光源長を長くするために設けられたもので、それを構成する樹脂２２ｂを、図４に示すように、例えばその直径が３．４ｍｍの平面円形とするとともに、最大厚みが１ｍｍ前後の凸レンズ形状に構成している。このように、樹脂２２ｂの最大厚みを略同じにしてその平面形状を楕円状光源部２０ａの樹脂２２ａよりも狭くしているので、発光素子２１から発せられる光量が同じ場合に、その光の集光度を楕円状光源部２０ａにおける場合よりも高めることができ、照度分布の低下が生じる光源端部の照度を増加させて照度分布が平坦な領域の長さを光源端部まで増加させ、光源全長に対する有効光源長の割合を大きくすることができる。なお、円状光源部２０ｂは、発光素子２１から発せられた光の集光度を楕円状光源部２０ａよりも高めることができればよく、樹脂２２ｂの平面形状を前記楕円状光源部２０ａの樹脂２２ａよりも円形に近い楕円平面形状（例えば、長軸の長さが３．５〜３．６ｍｍ，短軸の長さが３．４ｍｍの平面楕円形）とすることもできる。また、光の集光度を増加させるように樹脂の種類を変化させることもできるが、製造工程が複雑化するので同一の樹脂を用いてその平面形状や厚みなどを変化させることによって光集光度を変化させることが同一の製造工程を利用できる点で望ましい。特に、樹脂の厚みを略同じにしてその平面形状を変化させれば、光源の厚みを全範囲に亘って均一に薄くできるので、厚みを変化させる場合に比べて薄型化の点で好ましい。
【００１９】
上記のように、線状光源１は、光源部２０を構成する透光性樹脂を基板１０上に直接形成するので、その構成を簡素化することができるとともに、各光源部２０を離間配置しているので、樹脂２２の熱ストレスによる歪みや反りなどの変形が発生することがなく、照度分布の狂いを防止することができる。また，各光源部２０の厚みを約１ｍｍと極めて薄くかつ均一化できるので、線状光源１の薄型化を実現することができる。
【００２０】
上記の構成によって次の様な特性が得られた。まず、光源の断面方向に沿った光の拡がりを示す断面照度分布特性を図５に示す。この光学特性は、基板１０の長手方向と直交する断面に沿って基板１０の表面から８ｍｍの距離における照度分布を測定したものである。同図（ａ）は、上記断面が楕円状光源部２２の発光素子２１を通過する場合の特性であり、同図（ｂ）は、上記断面が楕円状光源部２２間を通過する場合の特性である。この特性図から明らかなように、楕円状光源部２２のピッチが多少長くても楕円状光源部２２の光緩衝作用によって光源部２２上と光源部２２間上とで同じような照度が得られていることがわかる。特に、８０％の照度が得られる長さ（幅）が両方とも５．６ｍｍと所定の値が得られたので、基板１０の装着精度が多少悪くても被照明部分に所定の照度を確実に与えることができる。
【００２１】
次に、光源（基板）の長手方向に沿った照度分布特性を図６に示す。この光学特性は、各光源部２０を通過するように基板１０の長手方向に沿って基板１０の表面から８ｍｍの距離の照度を測定し、この測定照度に基づいて求めた照度偏差を示している。この特性図から明らかなように、照度偏差±１０％以内の領域は光源のほぼ全長に亘り、２１９ｍｍを実現することができた。したがって、光源全長２２７ｍｍに対して有効光源長を２１９ｍｍとすることができ、光源長に対する有効光源長の割合を高めることができた。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、光源部を基板の長手方向に沿って互いに離間して配置したので、透光性樹脂を基板の長手方向に連ねた場合のような熱ストレスによる樹脂の反りを殆ど無くして照度のバラツキを低減することができる。
【００２３】
また、複数の光源部は、基板の端に位置する光源部を構成する樹脂の集光度を他の光源部を構成する樹脂の集光度よりも高めたので、光源端部における照度を発光素子を変更することなく容易に増加して有効光源長を長くすることができる。
【００２４】
また、複数の光源部は、その透光性樹脂の最大厚みを各々略一定にするとともに、その透光性樹脂の平面形状を端の光源部とそれよりも内に位置する光源部とで異ならせたので、樹脂の平面形状の変更のみで集光度を容易に変更することができ、光源端部における照度を発光素子を変更することなく容易に変更することができるとともに、光源部の厚みを薄くしかも略均一にできるので、光源の薄型化を実現することができる。
【００２５】
また、複数の光源部を、その透光性樹脂の平面が楕円形状を成す楕円状光源部と、その透光性樹脂の平面が円形若しくは前記楕円形状よりも円形に近い円形状を成す円状光源部とで構成し、光源の端に円状光源部を配置したので、光緩衝（光の重ね合わせ）作用による照度分布の平坦化を楕円状光源部によって行うことができ、光源部の配置ピッチを長くして光源部の少数化を実現することができる。さらに、透光性樹脂の平面形状を、照度ムラが少なくしかも樹脂の安定な形状を得やすい楕円若しくは円状に変更するので、樹脂成形を容易にかつ安定して行い、光学特性の均一化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す線状光源の斜視図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である
【図３】楕円状光源部の構成例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図４】円状光源部の構成例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図５】光源の断面照度分布特性図を示し、（ａ）は光源部上、（ｂ）は光源部間上の分布特性図である。
【図６】光源の長手方向照度分布特性図である。
【符号の説明】
１        線状光源
１０        基板
２０        光源部
２０ａ    楕円状光源部
２０ｂ    円状光源部
２１        発光素子
２２        透光性樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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