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JP2002044378A - Ledバー光源 - Google Patents

Ledバー光源

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JP2002044378A
JP2002044378A JP2000223478A JP2000223478A JP2002044378A JP 2002044378 A JP2002044378 A JP 2002044378A JP 2000223478 A JP2000223478 A JP 2000223478A JP 2000223478 A JP2000223478 A JP 2000223478A JP 2002044378 A JP2002044378 A JP 2002044378A
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JP
Japan
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light source
light
led
light guide
led lamp
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JP2000223478A
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Iwao Shoji
巌 東海林
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Stanley Electric Co Ltd
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Stanley Electric Co Ltd
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  • Light Sources And Details Of Projection-Printing Devices (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のこの種のLEDバー光源においては、
出力を均一化しようとするとLEDランプの数が増え温
度上昇などの問題点を生じ、少なくすると出力の均一化
が困難となる問題点を生じていた。 【解決手段】 本発明により、LEDランプ5は導光体
4の一方の端部にのみ対向する1個が設けられ、光放出
部4aはLEDランプ5からの距離、および、導光体4
の他方の端部で生じるLEDランプ5の写像からの距離
を考慮した幅とされ、且つ、長手方向には略三角波状と
されているLEDバー光源1としたことで、1つのLE
Dランプからの光を、光放出部の幅を光源からの距離な
どの定数に応じて可変して明るさを均一化するものと
し、1つのLEDランプで充分な明るさで且つ照度ムラ
のないLEDバー光源1として課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ファクシミリ装置
における原稿読取り部分の照明用光源、あるいは、電子
式複写機における感光ドラムの潜像除去のための露光用
光源などとして用いられるLEDバー光源に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種のLEDバー光源の構成の
例を示すものが、図7および図8であり、先ず、図7に
示すLEDバー光源80は、例えば帯状としたプリント
回路基板81の一方の面にチップ状など小型化されたL
EDランプ82を略密接状態として多数を列状に配置し
たものである。
【0003】また、図8に示すLEDバー光源90は、
棒状に透明樹脂などで形成された導光体91の側面にア
ルミ蒸着膜を形成するなどして反射部91aを形成す
る。このときに、前記反射部91aには導光体91の軸
に沿いスリット状に光放出部91bを形成しておき、前
記道光体91の一方の端面もしくは双方の端面にLED
ランプ92を対峙させて配置するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の構成において、先ず、図7に示すLEDバー光
源80では、必要となるLEDランプ82の数が膨大と
なり、消費電力の増大、それに伴う発熱による温度上
昇、組立て工数の増大によるコストアップなど問題点を
生じると共に、照明面に個々のLEDランプ82の明る
さのバラツキなどが直接に反映されるものとなり、照明
ムラを生じて性能的にも不充分なものとなる問題点を生
じている。また、LEDランプ82がチップ状とされた
ことで、1個毎にワイヤーボンド82aなどで配線を行
わなければ成らず、生産工数が膨大となってコストアッ
プする問題点も生じている。
【0005】また、図8に示したLEDバー光源90に
おいては、一方の端面のみにLEDランプ92を設置し
た場合には、図9に特性曲線Kとして示すように、LE
Dランプ92からの距離に略反比例して光量が低下する
ものとなり、前述のLEDバー光源80と同様に照明ム
ラを生じるものとなる。
【0006】この防止策として、導光体91の両端にL
EDランプ92を設置するものが一般的に採用されてい
るが、この場合にも導光体91の長さにより、双方のL
EDランプ92からの総合の輝度分布が中心部が高い山
形、中心部が低い谷型などに成りやすく、例えば反射部
91aの形状をLEDバー光源90の機種毎に設定した
り、前記反射部91aの形状などを調整しなければなら
なくなるなど、生産面が煩雑化する問題点を生じてい
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した従来の
課題を解決するための具体的手段として、棒状の導光体
の端部にLEDランプを対向させ、前記導光体の側面に
設けられた光放出部から光を放出して成るLEDバー光
源において、前記LEDランプは前記導光体の一方の端
部にのみ対向する1個が設けられ、前記光放出部は前記
LEDランプからの距離、および、前記導光体の他方の
端部での前記LEDランプが反射して生じる写像からの
距離を考慮した幅とされ、且つ、長手方向に沿う断面形
状は略三角波状とされていることを特徴とするLEDバ
ー光源を提供することで課題を解決するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明を図に示す実施形
態に基づいて詳細に説明する。図1および図2に符号1
で示すものは、本発明に係るLEDバー光源であり、こ
のLEDバー光源1は、ランプケース2と、ケース蓋3
と、導光体4と、LEDランプ5とから構成されてい
る。
【0009】前記ランプケース2は例えば白色の樹脂で
形成され、内部には導光体4を嵌込むための導光体溝部
2aが形成されている。また、前記ケース蓋3もランプ
ケース2と同様に白色の樹脂などで形成され、底面には
導光体4から射出される導光体4からの光路を確保する
ためのスリット3aが設けられている。
【0010】また、前記導光体4は全体形状が略棒状に
透明樹脂などで形成されるものであり、図2にも示すよ
うに前記ランプケース2およびケース蓋3内に組付を行
ったときには、後に説明する光放出部4aの部分を除
き、外周をランプケース2およびケース蓋3に略密着す
るようにされている。
【0011】加えて、本発明においては導光体4の一方
の端部のみにLEDランプ5が対峙されて、この導電体
4の内部に光を入射させるものとされ、他方の端部は例
えばアルミニウム、銀の真空蒸着などにより鏡面4bが
形成されて、前記LEDランプ5からの光の他方の端部
に達したものを折返すようにしている。尚、前記鏡面4
bはランプケース2に密着させることで同様な作用を得
るものとしても良いものである。
【0012】図3〜図5は前記導光体4を更に詳細に示
すものであり、図3は前記光放出部4aの形状を模式的
に示すものである。ここで、一方の端部に設けられたL
EDランプ5からの光が導光体4内を伝播するときの状
態を説明すれば、もしもこの導光体4が外径および他方
の端面での内面反射を行わないとすれば、一方に端部、
即ち、LEDランプ5からの距離の自乗に反比例して輝
度は低下するものとなる。
【0013】従って、上記のような条件下では、一方の
端面、即ち、前記LEDランプ5からの距離の自乗に比
例して光放出部4aの面積を増加させて行けば、この光
放出部4aから導光体4の外部に放射される光の輝度を
一定のものとすることが可能となる。
【0014】ここで、現実の導光体4においては上記で
の外径での内面反射を行うものであり、且つ、他方の端
部での折返し反射を行うものとなるので、他方の端部に
はLEDランプ5の反射像が生じるものとなり、この反
射像が擬似的に光源の作用を行うものとなって、光放出
部4aから放射される光の、LEDランプ5を基点とし
た距離に対する輝度の変化は、必ずしも上記の距離の自
乗に反比例する法則には従わず、かなり複雑な様相を呈
するものとなる。
【0015】よって、実際の実施に当っては、実測によ
り前記光放出部4aの幅Dを設定するのが現実的である
が、例として導光体4の断面形状が直径3mmの略円状
で長さが約272mmの場合、一方に端部での幅D
(1)は0.4mmであり、一方の端部から約173m
mの位置での幅D(2)は1.4mmであって、この間
は略直線的に幅Dが変化する。
【0016】また、約198mmでの幅D(3)は1.
55mmであって、この間では幅Dの増加の割合がやや
鈍化する傾向が見られ、これは、上記した他方の端部に
生じる擬似的な光源の影響を受け始めていると考えられ
る。そして、他方の端部での幅D(4)は1.12mm
であって、上記の擬似的な光源の影響により必要な幅D
は減少していく傾向となるものであった。
【0017】尚、図は理解を容易とするために、本発明
の導光体4の構成、特に光放出部4aの形成される形状
が明確に表れるように、導光体4の長さ方向に対する径
方向を極端に拡大した状態で示してある。また、上記説
明のような構成とした導光体4は、例えば金型による樹
脂成形で形成することで、均一な形状のものを容易且つ
大量に形成可能なものとなる。
【0018】図4は、前記導光体4の軸に直交する断面
形状を示すものであり、本発明を成すための発明者によ
る検討の結果では前記導光体4の断面形状は、例えば直
径を約3mmの丸棒状とするとき、半径1.5mmの真
円とするよりも、光放出部4aの背面4c側をより大き
な半径の曲面として形成する方が、光放出部4aからの
光量が増加することが判明した。
【0019】よって、この実施形態においても、光放出
部4aの背面4c側は半径2mmの曲面として形成し、
半径1.5mmである他の部分、即ち、光放出部4a寄
りの略半部とを半径1.75mmの接続部4dで接続す
ることで、光放出部4aから得られる光量の増加を図っ
ている。
【0020】図5は、前記導光体4の軸に沿う断面形状
を示すものであり、本発明において前記光放出部4a
は、この軸に沿う方向の断面形状は例えば頂角αを略1
10°とする三角波状とした均一形状である。尚、上記
の頂角αおよびピッチPは、このLEDバー光源1が使
用される状態、例えば読取りを行う原稿との距離などに
応じて最適値が定められるものであり、上記の値に限定
されるものではない。
【0021】次いで、上記の構成とした本発明のLED
バー光源1の作用および効果について説明する。図6は
上記の構成としたときのLEDバー光源1の光放出部4
aにおける出力特性Fであり、略40〜270mmの範
囲にわたり、ほぼ均一な出力が得られている。
【0022】ここで、出力レベルについて検討を行う
と、本発明のLEDバー光源1は発光源として僅かに1
つのLEDランプ5を採用するものであるが、この種の
LEDバー光源1が一般的に使用される目的、例えば、
ファクシミリ装置、スキャナーにおける原稿の読取り、
あるいは、電子複写機における感光ドラムの潜像の除去
に対して必要充分のものであることが確認された。従っ
て、本発明によれば、目的とする照明に対して、1つの
LEDランプ5、即ち、最低限の消費電力で対応できる
ものとなる。
【0023】
【発明の効果】以上に説明したように本発明により、棒
状の導光体の端部にLEDランプを対向させ、前記導光
体の側面に設けられた光放出部から光を放出して成るL
EDバー光源において、前記LEDランプは前記導光体
の一方の端部にのみ対向する1個が設けられ、前記光放
出部は前記LEDランプからの距離、および、前記導光
体の他方の端部での前記LEDランプが反射して生じる
写像からの距離を考慮した幅とされ、且つ、長手方向に
は略三角波状とされているLEDバー光源としたこと
で、第一には、1つのLEDランプからの光を、光放出
部の幅を光源からの距離などの定数に応じて可変して明
るさを均一化するものとしたことで、複数のLEDラン
プを使用することによる個々のLEDランプのバラツキ
に影響を受けることなくし、特性の揃ったLEDバー光
源の提供を可能とし、この種のLEDバー光源の品質向
上に極めて優れた効果を奏するものである。
【0024】また第二には、1つのLEDランプで目的
を達せられるものとしたことで、LEDバー光源の消費
電力を必要最低限のものとし、省電力化を可能とすると
共に、それに伴い発熱量も低減し、過熱による性能低
下、あるいは、故障の発生なども防止して、この種のL
EDバー光源の性能向上、信頼性の向上にも極めて優れ
た効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るLEDバー光源を示す正面図で
ある。
【図2】 図1のA−A線に沿う断面図である。
【図3】 本発明に係るLEDバー光源の要部である導
光体を示す説明図である。
【図4】 図3のB−B線に沿う断面図である。
【図5】 図3のC−C線に沿う断面図である。
【図6】 本発明に係るLEDバー光源の出力特性を示
すグラフである。
【図7】 従来例を示す説明図である。
【図8】 別の従来例を示す説明図である。
【図9】 別の従来例の出力特性を示すグラフである。
【符号の説明】
1……LEDバー光源 2……ランプケース 3……ケース蓋 3a……スリット 4……導光体 4a……光放出部 4b……鏡面 4c……背面 4d……接続部 5……LEDランプ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 棒状の導光体の端部にLEDランプを対
    向させ、前記導光体の側面に設けられた光放出部から光
    を放出して成るLEDバー光源において、前記LEDラ
    ンプは前記導光体の一方の端部にのみ対向する1個が設
    けられ、前記光放出部は前記LEDランプからの距離、
    および、前記導光体の他方の端部での前記LEDランプ
    が反射して生じる写像からの距離を考慮した幅とされ、
    且つ、長手方向には略三角波状とされていることを特徴
    とするLEDバー光源。
  2. 【請求項2】 前記導光体の前記光放出部が設けられた
    背面側の面は、この導光体の直径の半分よりも大きい曲
    面で形成されていることを特徴とする請求項1記載のL
    EDバー光源。
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