特許第5835121号(P5835121)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5835121
(24)【登録日】2015年11月13日
(45)【発行日】2015年12月24日
(54)【発明の名称】光源装置
(51)【国際特許分類】
   F21V 29/00 20150101AFI20151203BHJP
   F21S 2/00 20060101ALI20151203BHJP
   F21V 8/00 20060101ALI20151203BHJP
   H04N 1/028 20060101ALI20151203BHJP
   H04N 1/04 20060101ALI20151203BHJP
   G03B 27/54 20060101ALI20151203BHJP
   F21Y 101/02 20060101ALN20151203BHJP
【FI】
   F21V29/00
   F21S2/00 230
   F21V8/00 300
   H04N1/028 Z
   H04N1/04 101
   G03B27/54 A
   F21Y101:02
【請求項の数】3
【全頁数】18
(21)【出願番号】特願2012-140061(P2012-140061)
(22)【出願日】2012年6月21日
(65)【公開番号】特開2013-179023(P2013-179023A)
(43)【公開日】2013年9月9日
【審査請求日】2015年1月13日
(31)【優先権主張番号】特願2012-24229(P2012-24229)
(32)【優先日】2012年2月7日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100112210
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100108431
【弁理士】
【氏名又は名称】村上 加奈子
(74)【代理人】
【識別番号】100153176
【弁理士】
【氏名又は名称】松井 重明
(74)【代理人】
【識別番号】100109612
【弁理士】
【氏名又は名称】倉谷 泰孝
(72)【発明者】
【氏名】藤内 亜紀子
(72)【発明者】
【氏名】大濱 大輔
(72)【発明者】
【氏名】浅野 啓行
【審査官】 柿崎 拓
(56)【参考文献】
【文献】 特開平3−274855(JP,A)
【文献】 特開2008−205843(JP,A)
【文献】 特開昭63−157737(JP,A)
【文献】 特開2010−147592(JP,A)
【文献】 特開2011−14976(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F21V 29/00
F21S 2/00
F21V 8/00
G03B 27/54
H04N 1/028
H04N 1/04
F21Y 101/02
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
矩形形状を有する底部を有し、
この底部の一方の長辺に、前記底部から内側に折り曲げられた長辺側壁部を有し、
前記底部の他方の長辺に、前記底部の短辺方向に前記底部から所定の角度で内側に折り曲げられ、鏡面を形成した斜面部を有し、
前記底部の短辺に、前記底部から内側に折り曲げられた短辺側壁部を有し、
この短辺側壁部に連続し、前記長辺方向に折り曲げられ、前記斜面部に対し前記長辺側壁部と反対の方向に対向して前記長辺方向に延在する放熱板を有する筐体と、
この筐体の内側に配置され、前記長辺方向に延在し、照射部へ向けて出射される主光及び前記斜面部へ向けて出射され、前記斜面部で反射し、前記照射部を照射する副光とを出射する導光体と、
この導光体の前記長辺方向の端部に対向して設けられ、前記短辺側壁部に接触して配置された発光部とを備えた光源装置。
【請求項2】
矩形形状を有する底部を有し、
この底部の一方の長辺に、前記底部から内側に折り曲げられた長辺側壁部を有し、
前記底部の他方の長辺に、前記底部の短辺方向に前記底部から所定の角度で内側に折り曲げられ、鏡面を形成した斜面部を有し、
前記底部の短辺に、内側に折り曲げられた短辺側壁部を有し、
この短辺側壁部に連続し、前記長辺方向に折り曲げられ、前記長辺側壁部に対し前記斜面部と反対の方向に対向して前記長辺方向に延在する放熱板を有する筐体と、
この筐体の内側に配置され、前記長辺方向に延在し、照射部へ向けて出射される主光及び前記斜面部へ向けて出射され、前記斜面部で反射し、前記照射部を照射する副光とを出射する導光体と、
この導光体の前記長辺方向の端部に対向して設けられ、前記短辺側壁部に接触して配置された発光部とを備えた光源装置。
【請求項3】
底部、
この底部から内側に折り曲げられ、前記底部に立設された立壁部、
この立壁部に直交する方向に設けられ、前記底部から所定の角度で内側に折り曲げられ反射部材が載置された斜面部を有する筐体と、
この筐体の内側に配置され、前記立壁部に直交する方向に延在し、照射部へ向けて出射される主光及び前記斜面部へ向けて出射され、前記斜面部で反射し、前記照射部を照射する副光とを出射する導光体と、
この導光体の前記立壁部に直交する方向の端部に対向して設けられ、前記立壁部に接触して配置された発光部とを備えた光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、導光体を用いた光源装置に関わるものである。
【背景技術】
【0002】
画像読取装置などに用いられる光源装置は、光源の高出力化に伴い、効率の良い光源の放熱構造が求められている。従来、光源装置には次のようなものがあった。例えば、特開2008−227815号公報(特許文献1参照)の図4には、金属板11に光源であるLEDチップ10を搭載し、LEDチップ10の反対面側の平坦部に屈曲させた放熱板13を取り付けることで、光源の放熱を行っている線状光源装置を用いた画像読取装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2008−227815号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、特許文献1に記載の線状光源装置は、効率のよい放熱構造を得るために、放熱板13と放熱板を固定するために板ばねを有する構造と採用しており、その構造が複雑になるという課題がある。
【0005】
この発明は、上記のような課題を解消するためになされたもので、簡単な構造でかつ放熱性の良い光源装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明に係る光源装置は、矩形形状を有する底部を有し、この底部の一方の長辺に、前記底部から内側に折り曲げられた長辺側壁部を有し、前記底部の他方の長辺に、前記底部の短辺方向に前記底部から所定の角度で内側に折り曲げられ、鏡面を形成した斜面部を有し、前記底部の短辺に、前記底部から内側に折り曲げられた短辺側壁部を有し、この短辺側壁部に連続し、前記長辺方向に折り曲げられ、前記斜面部に対し前記長辺側壁部と反対の方向に対向して前記長辺方向に延在する放熱板を有する筐体と、この筐体の内側に配置され、前記長辺方向に延在し、照射部へ向けて出射される主光及び前記斜面部へ向けて出射され、前記斜面部で反射し、前記照射部を照射する副光とを出射する導光体と、この導光体の前記長辺方向の端部に対向して設けられ、前記短辺側壁部に接触して配置された発光部とを備えたものである。
【0007】
また、この発明に係る光源装置は、矩形形状を有する底部を有し、この底部の一方の長辺に、前記底部から内側に折り曲げられた長辺側壁部を有し、前記底部の他方の長辺に、前記底部の短辺方向に前記底部から所定の角度で内側に折り曲げられ、鏡面を形成した斜面部を有し、前記底部の短辺に、内側に折り曲げられた短辺側壁部を有し、この短辺側壁部に連続し、前記長辺方向に折り曲げられ、前記長辺側壁部に対し前記斜面部と反対の方向に対向して前記長辺方向に延在する放熱板を有する筐体と、この筐体の内側に配置され、前記長辺方向に延在し、照射部へ向けて出射される主光及び前記斜面部へ向けて出射され、前記斜面部で反射し、前記照射部を照射する副光とを出射する導光体と、この導光体の前記長辺方向の端部に対向して設けられ、前記短辺側壁部に接触して配置された発光部とを備えたものである。
【0008】
また、この発明に係る光源装置は、底部、この底部から内側に折り曲げられ、前記底部に立設された立壁部、この立壁部に直交する方向に設けられ、前記底部から所定の角度で内側に折り曲げられ反射部材が載置された斜面部を有する筐体と、この筐体の内側に配置され、前記立壁部に直交する方向に延在し、照射部へ向けて出射される主光及び前記斜面部へ向けて出射され、前記斜面部で反射し、前記照射部を照射する副光とを出射する導光体と、この導光体の前記立壁部に直交する方向の端部に対向して設けられ、前記立壁部に接触して配置された発光部とを備えたものである。
【発明の効果】
【0009】
この発明によれば、筐体と一体形成された放熱部を用いることにより、簡単な構造で、発光部の熱を効率的に放熱できる光源装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】この発明の実施の形態1に関わる光源装置の斜視図である。
図2】この発明の実施の形態1に関わる光源装置の構成を表す分解図である。
図3】この発明の実施の形態1に関わる光源装置の光源部を表す分解図である。
図4】この発明の実施の形態1に関わる光源装置の光の出射方向から見た上面図である。
図5】この発明の実施の形態1に関わる光源装置の長手方向における断面図である。
図6】この発明の実施の形態1に関わる光源装置の短手方向における断面図である。
図7】この発明の実施の形態1に関わる筐体6の展開図である。
図8】この発明の実施の形態1に関わる光源装置の長手方向における断面図から見た光の経路を示す図である。
図9】この発明の実施の形態1に関わる光源装置の短手方向における断面図から見た光の経路を示す図である。
図10】この発明の実施の形態1に関わる光源装置の発光体近辺の長手方向における断面図である。
図11】この発明の実施の形態2に関わる光源装置の斜視図である。
図12】この発明の実施の形態2に関わる光源装置の構成を表す分解図である。
図13】この発明の実施の形態2に関わる光源装置の光源部を表す分解図である。
図14】この発明の実施の形態2に関わる光源装置の光の出射方向から見た上面図である。
図15】この発明の実施の形態2に関わる光源装置の長手方向における断面図である。
図16】この発明の実施の形態2に関わる光源装置の短手方向における断面図である。
図17】この発明の実施の形態2に関わる筐体106の展開図である。
図18】この発明の実施の形態2に関わる光源装置の長手方向における断面図から見た光の経路を示す図である。
図19】この発明の実施の形態2に関わる光源装置の短手方向における断面図から見た光の経路を示す図である。
図20】この発明の実施の形態2に関わる光源装置の発光体近辺の長手方向における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
実施の形態1.
この発明の実施の形態1について、図を用いて説明する。図1は、この発明の実施の形態1に関わる光源装置の斜視図である。図2は、この発明の実施の形態1に関わる光源装置の構成を表す分解図である。図3は、この発明の実施の形態1に関わる光源装置の光源部を表す分解図である。図4は、この発明の実施の形態1に関わる光源装置の光の出射方向から見た上面図である。図5は、この発明の実施の形態1に関わる光源装置の長手方向における断面図である。図6は、この発明の実施の形態1に関わる光源装置の短手方向における断面図であり、図6(a)は、長手方向中央部における断面図、図6(b)は、ウイング6h及びウイング6gを含む断面図である。図7は、この発明の実施の形態1に関わる筐体6の展開図である。
【0012】
図1図7を用いて、この発明の実施の形態1の構成と動作を説明する。この発明の実施の形態1の光源装置は、図1図2に示すように大きくは、筐体6と筐体6の内部に収容されるミラー10及び光源部31と筐体6の外部に取り付けられる伝熱体20、21及び放熱フィン7、14とで構成されている。
【0013】
光源部31は、図3に示すように、導光体1と導光体1を収容する導光体ホルダ4と発光体2、11と発光体実装基板3、12とホルダ5、13と伝熱体18、19とで構成されている。
【0014】
導光体1は、透明な樹脂で形成され、長手方向に延在し、側面形状が円筒状で長手方向全域に伸びる2ヶ所の反射領域1aと反射領域1bを持つ柱状のものである。導光体1の側面形状は円筒に限ったものではなく、導光体1の端面は円形に限らない。
【0015】
ミラー10は、導光体1と長手方向に平行に配列され、導光体1から出射される副光を反射し、原稿設置台方向に照射するものであって、金属蒸着面などで構成され、長手方向に延在し、薄い板状あるいはシート状のものである。ミラー10は筐体6のミラー設置面6mに接着などによる固定されており、導光体1および原稿設置台に対して適切な距離と角度を保っている。
【0016】
発光体2は導光体1の一方の端面から光を入射するLED光源などの光源素子である。発光体11は導光体1の他方の端面に光を入射するLED光源などの光源素子である。発光体2は発光体実装基板3にはんだ接合などにより固定されており、発光体実装基板3により電流駆動され発光するものである。発光体11は発光体実装基板12にはんだ接合などにより固定されており、発光体実装基板3により電流駆動され発光するものである。
【0017】
ホルダ5は、発光体実装基板3と導光体1を保持し、発光体2および導光体1からの意図しない光を抑制するものである。ホルダ5の一方の端面に導光体1の一方の端面を含む端部が挿入され、ホルダ5の逆側の端面に発光体2を固定した発光体実装基板3を発光体2と導光体1が対向するように配置する。発光体と導光体の間にフィルタ等の波長変換性のある薄型の光学デバイスを入れる事で、波長特性を調整しても良い。
【0018】
ホルダ13は、発光体実装基板12と導光体1を保持し、発光体11および導光体1からの意図しない光を抑制するものである。ホルダ13の一方の端面に導光体1のホルダ5で保持した側と逆の端面を含む端部が挿入され、ホルダ13の逆側の端面に発光体11を固定した発光体実装基板12を発光体11と導光体1が対向するように配置する。
【0019】
ホルダ5及び13は、後述する導光体ホルダ4の溝部の開口側に対応する部分が、その他の部分に比べ、導光体1側へ突出する形状を成している。
【0020】
導光体ホルダ4は、反射性の良い樹脂や金属などで成形され、長手方向に長溝で構成した溝部を有し、この溝部に導光体1が配置されて、長手方向に導光体1を保持する。この溝部の開口側が導光体1から光が出射される出射領域となる。導光体ホルダ4は、導光体1をミラー10と筐体6に対して適切な位置に導光体1を保持し、側面や反射領域1a及び反射領域1bの裏面からの漏れ光を導光体1内に押し戻し、出射領域1c及び出射領域1d以外からの意図しない光の出射を抑制しする役割がある。導光体ホルダ4は、導光体1を保持し、長手方向中央かつ短手方向のミラーと逆側(筐体の外側)にネジ穴4aを備え、長手方向中央かつ筐体底面側にピン4bとピン4cピン4dを備える。
【0021】
筐体6はアルミニウムなどの放熱性の良い板金によって形成されており、図7において2点鎖線部で内側に折り曲げることにより、箱型の筐体が形成される。すなわち、折り曲げることにより、矩形形状を有する底部と、この底部の一方の長辺に、底部から内側に折り曲げられた長辺側壁部を有し、底部の他方の長辺に、底部の短辺方向に底部から所定の角度で内側に折り曲げられ、鏡面を形成した斜面部を有し、底部の短辺に、底部から内側に折り曲げられた短辺側壁部を有し、この短辺側壁部に連続し、長辺方向に折り曲げられ、斜面部に対し長辺側壁部と反対の方向に対向して長辺方向に延在する放熱板を有する筐体6が形成される。
【0022】
なお、放熱板は、短辺側壁部に連続し、長辺方向に折り曲げられ、長辺側壁部に対し斜面部と反対の方向に対向して長辺方向に延在しても良い。
【0023】
筐体6は、底面に長手方向に沿って形成されたアパーチャ6aと、導光体ホルダ保持孔6bと導光体ホルダ保持孔6cと導光体ホルダ保持孔6dと、ネジ穴6eと放熱板であるウイング6f及びウイング6gと、フィン6hと、ホルダ保持孔6iとホルダ保持孔6jとホルダ保持孔6kとホルダ保持孔6Lと、ミラー設置面6mを備えている。
【0024】
導光体ホルダ4はネジ穴4aにネジ17を通して、筐体6のネジ穴6eにネジ17を固定して、導光体ホルダ4を筐体6に長手方向かつ短手方向かつ高さ方向に固定し、ホルダ5、発光体実装基板3、伝熱体18、伝熱体20及び放熱フィン7はネジ8、9を用いて、放熱面となる筐体6の短辺側壁部6pに固定され、ホルダ13、発光体実装基板12、伝熱体19、伝熱体21及び放熱フィン14はネジ15、16を用いて、放熱面となる筐体6の短辺側壁部6pの反対側の短辺側壁部6qに固定され、ミラー10はミラー設置面6mに接着等により固定される。
【0025】
アパーチャ6aは筐体6底面の短手方向中央部に位置する長手方向に沿って形成された穴であり、読取対象の画像情報(照射した光の読取対象における散乱反射光)撮像体(レンズおよびイメージセンサ)に伝え、それ以外の不要な光を抑制する働きを持つ。
【0026】
導光体ホルダ保持孔6bは筐体6底面にあり、長手方向の中央側、かつ短手方向でアパーチャ6aとフィン6h側の間かつ導光体ホルダ4底面の短手方向中央位置に位置する丸穴であり、導光体ホルダ4のピン4bが挿入されることにより、導光体ホルダ4の長手方向かつ短手方向の位置を固定するものである。
【0027】
導光体ホルダ保持孔6cは筐体6底面にあり、長手方向の片側端部かつ短手方向でアパーチャ6aとフィン6h側の間かつ導光体ホルダ4底面の短手方向中央位置に位置する長手方向に長い長穴であり、導光体ホルダ4のピン4cが挿入されることにより、導光体ホルダ4の短手方向の位置を固定するものである。
【0028】
導光体ホルダ保持孔6dは筐体6底面にあり、長手方向の導光体ホルダ保持孔6cがある側と逆側端部かつ短手方向でアパーチャ6aとフィン6h側の間かつ導光体ホルダ4底面の短手方向中央位置に位置する長手方向に長い長穴であり、導光体ホルダ4のピン4dが挿入されることにより、導光体ホルダ4の短手方向の位置を固定するものである。
【0029】
ネジ穴6eは筐体6底面にあり、長手方向の中央側、かつ短手方向で導光体ホルダ保持孔6bはとフィン6h側の間に位置する丸穴であり、導光体ホルダ4のネジ穴4aの下に位置し、ネジ穴4aとネジ穴6eを貫通するネジ17により固定される。
【0030】
ウイング6fは筐体側面側に伸び、アパーチャ6aに対してミラー10の外側に位置し、発光体2からの熱を放熱する働きを持つ。ウイング6gは筐体側面側に伸び、アパーチャ6aに対してミラー10の外側に位置し、発光体11からの熱を放熱する働きを持つ。フィン6hは筐体側面側に伸び、アパーチャ6aに対してミラー10と逆側に位置し、発光体2及び発光体11からの熱を放熱する働きを持つ。
【0031】
ホルダ保持孔6iおよびとホルダ保持孔6jはネジ8及びネジ9により、発光体実装基板3及びホルダ5及び伝熱体18及び伝熱体20及び放熱フィン7を筐体6に固定するものである。ホルダ保持孔6kおよびとホルダ保持孔6Lはネジ15及びネジ16により、発光体実装基板12及びホルダ13及び伝熱体19及び伝熱体21及び放熱フィン14を筐体6に固定するものである。
【0032】
導光体ホルダ4は筐体6に次の4点で筐体と適切な位置をとる。すなわち、ピン4bは導光体ホルダ保持孔6bに挿入され、ピン4cは導光体ホルダ保持孔6cに挿入され、ピン4dは導光体ホルダ保持孔6dに挿入され、ネジ穴4aとネジ穴6eはネジ17により固定される。導光体ホルダ4は導光体1の全長より短く、導光体ホルダ4の端面とホルダ5及びホルダ13の端面は対向しており、そのギャップ長は導光体ホルダ4の温度特性による伸び分より広い。前述のとおり、導光体ホルダ保持孔6c及び導光体ホルダ保持孔6dは長穴であり、ピン4c及びピン4dを長手方向には固定しないため、導光体ホルダ4が温度による伸縮をした場合もソリなく短手方向に導光体1を保持するものである。
【0033】
伝熱体18及び伝熱体19及び伝熱体20及び伝熱体21は熱を伝える働きを持つ、例えばシート状のシリコーンシートのようなもので形成され、密着性と熱伝導性が良い物である。放熱フィン7及び放熱フィン14はアルミニウムなどの熱伝導性が良い金属で形成され、押出成形などで製造されたものであり、筐体6から伝熱体20及び伝熱体21を通して放熱フィン7及び放熱フィン14から放熱される経路を通じて放熱される。
【0034】
筐体6は発光体2および発光体11の熱を逃がす役割を持つ。発光体2の熱は発光体2と発光体実装基板3の接合面から発光体実装基板3に伝わり、発光体実装基板3と伝熱体18の接合面から伝熱体18に伝わり、伝熱体18と筐体6の接合面である短辺側壁部6pから筐体6内に伝わり、筐体6のウイング6fおよびウイング6gとフィン6hから放熱される経路、かつ筐体6から伝熱体20、伝熱体20から放熱フィン7を介して放熱される経路、筐体6から伝熱体21、伝熱体21から放熱フィン14を介して放熱される経路を通じて放熱される。
【0035】
発光体11の熱は発光体11と発光体実装基板12の接合面から発光体実装基板12に伝わり、発光体実装基板12と伝熱体19の接合面から伝熱体19に伝わり、伝熱体19と筐体6の接合面である短辺側壁部6qから筐体6内に伝わり、筐体6のウイング6fおよびウイング6gとフィン6hから放熱される経路、かつ筐体6から伝熱体21、伝熱体21から放熱フィン14を介して放熱される経路、筐体6から伝熱体20、伝熱体20から放熱フィン7を介して放熱される経路を通じて放熱される。
【0036】
図8は、この発明の実施の形態1に関わる光源装置の長手方向における断面図から見た光の経路を示す図であり、図8(a)は全体図、図8(b)は、発光体部近傍の拡大図である。図9は、この発明の実施の形態1に関わる光源装置の短手方向における断面図から見た光の経路を示す図である。発光体2及び発光体11から導光体1に入射した光は、図8の矢印で示されるように、導光体1の壁面において反射を繰り返して進み、導光体1の長手方向に沿って形成された白色の印刷パターン又は凹凸形状の反射領域1aと反射領域1bにその一部が入射する。反射領域1aに入射した光は、図9に示すように、反射により、反射領域1aと対向する出射領域1c(導光体1の表面上の部分)から長手方向に伸びるライン状の主光32として原稿設置台34の照射部35方向に出射される。
【0037】
ホルダ5及び13は、導光体ホルダ4の溝部の開口側に対応する部分が、その他の部分に比べ、導光体1側へ突出する形状を成しているため、導光体1の端部における不均一な光は、導光体1から出射されない。
【0038】
一方、図9に示すように、反射領域1bに入射した光は反射により、反射領域1bと対向する出射領域1d(導光体1のミラー側の面)から長手方向に伸びるライン状の副光33としてミラー10側に出射される。ミラー10側に出射された副光33はミラー10で反射され、長手方向に伸びるライン状の副光33として原稿設置台34の照射部35方向に出射される。中央断面図に記載の導光体1の反射領域1a及び反射領域1bから原稿設置台に向かう矢印は、それぞれ、反射領域1a及び反射領域1bにより反射した光が読取対象に照射される主な光路を示している。
【0039】
図10は、この発明の実施の形態1に関わる光源装置の発光体近辺の長手方向における断面図である。図10(a)は、常温時における断面図、図10(b)は、高温時における断面図である。常温時においても高温時においても、筐体6及び伝熱体18及び発光体実装基板3及び発光体2及びホルダ5の距離は一定であり、導光体1とホルダ5の嵌合深さ及び導光体ホルダ4とホルダ5の相対位置が変動し、高温時は常温時に比べて、導光体1と発光体2との間隔、導光体ホルダ4とホルダ5との間隔が狭くなっている。
【0040】
筐体6の導光体ホルダ保持孔6cは前述の通り長手方向に対して導光体ホルダ4の温度特性伸縮分のギャップがあるため、導光体ホルダ4のピン4cは導光体ホルダ保持孔6cの長手方向にスライドするので、導光体6は長手方向に対して伸縮可能であり、導光体1と導光体ホルダ4の高さ方向と短手方向は変動させない、すなわち照明特性は変えない構成を取っている。また、ホルダ5はネジ8およびネジ9によって筐体6に長手方向に固定されているため、放熱効果も変わらない。すなわち、温度変化による導光体1の伸縮によって、照明特性や放熱特性が変化しない光源装置が得られる。なお、図10はホルダ5側について説明したが、ホルダ13側の作用効果も同様である。
【0041】
このように、この発明の実施の形態1によれば、発光体2、11の熱は伝熱体18、19を介して筐体の短辺側壁部6p、6qに伝導され、筐体6は板金を折り曲げて一体形成されているため、短辺側壁部6p、6qに伝導された熱は、小さい熱抵抗で放熱板(ウイング)6f、6gや筐体6全体に伝導され、効率良く発光体2、11の熱が排熱される効果がある。
【0042】
また、ホルダ5、13は筐体6の短辺側壁部6p、6qに固定されているため、温度変化による導光体1の伸縮によって、照明特性や放熱特性が変化しない効果がある。
【0043】
実施の形態2.
この発明の実施の形態2について、図を用いて説明する。図11は、この発明の実施の形態2に関わる光源装置の斜視図である。図12は、この発明の実施の形態2に関わる光源装置の構成を表す分解図である。図13は、この発明の実施の形態2に関わる光源装置の光源部を表す分解図である。図14は、この発明の実施の形態2に関わる光源装置の光の出射方向から見た上面図である。図15は、この発明の実施の形態2に関わる光源装置の長手方向における断面図である。図16は、この発明の実施の形態2に関わる光源装置の短手方向における断面図である。図17は、この発明の実施の形態2に関わる筐体106の展開図である。図11図17において図1図7と同一若しくは対応する構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【0044】
図11図17を用いて、この発明の実施の形態2の構成と動作を説明する。この発明の実施の形態2の光源装置は、図11図12に示すように大きくは、筐体106と筐体106の内部に収容されるミラー10及び光源部31とで構成されている。
【0045】
光源部31は、図13に示すように、導光体1と導光体1を収容する導光体ホルダ104と発光体2、11と発光体実装基板3、12とホルダ105、113と光学フィルタ110、111と伝熱体18、19とで構成されている。
【0046】
ミラー10は、導光体1と長手方向に平行に配列され、導光体1から出射される副光を反射し、原稿設置台方向に照射するものであって、金属蒸着面などで構成され、長手方向に延在し、薄い板状あるいはシート状のものである。ミラー10は筐体106のミラー設置面106mに接着などにより固定されており、導光体1および原稿設置台に対して適切な距離と角度を保っている。
【0047】
光学フィルタ110はガラスやPET樹脂シートなどを基材として光学特性を変換する物であり、例えば蛍光体などを用いて励起光を得る作用や、バンドパスフィルタなどの不要な波長を除去する作用を有するものである。光学フィルタ110はホルダ105に接着などにより固定されており、発光体実装基板3に実装された発光体2と導光体1の間に発光体2と対向するように配置する。
【0048】
光学フィルタ111はガラスやPET樹脂シートなどを基材として光学特性を変換する物であり、例えば蛍光体などを用いて励起光を得るものや、バンドパスフィルタなどの不要な波長を除去する作用を有するものである。光学フィルタ111はホルダ113に接着などにより固定されており、発光体実装基板12に実装された発光体11と導光体1の間に発光体11と対向するように配置する。
【0049】
ホルダ105は、発光体実装基板3と導光体ホルダ104と光学フィルタ110を保持し、発光体2および導光体1からの意図しない光を抑制するものである。ホルダ105の一方の端面に導光体ホルダ104の一方の端面を含む端部が挿入され、ホルダ105の逆側の端面に発光体2を固定した発光体実装基板3を発光体2と導光体1が対向するように配置する。ホルダ105は導光体ホルダ104の端部を挿入する側に光学フィルタ110を保持する面を持ち、逆側の面に発光体実装基板3を固定する面を持つ。ホルダ105の、発光体実装基板3を固定する面は発光体2と同等の大きさの開口を持ち、光学フィルタ110を保持する面は導光体1と同等の大きさの開口を持つ。つまり、発光体2の面積が導光体1の端面より十分に小さい時に、ホルダ105はテーパ構造を持ち、後述する導光体ホルダ104の溝部の開口側に対応する部分が、その他の部分に比べ、導光体1側へ突出する形状を成している。
【0050】
ホルダ113は、発光体実装基板12と導光体ホルダ104と光学フィルタ111を保持し、発光体11および導光体1からの意図しない光を抑制するものである。ホルダ113の一方の端面に導光体ホルダ104のホルダ105で保持した側と逆の端面を含む端部が挿入され、ホルダ113の逆側の端面に発光体11を固定した発光体実装基板12を発光体11と導光体1が対向するように配置する。ホルダ113は導光体ホルダ104のホルダ105に挿入した端部と逆の端部を挿入する側に光学フィルタ111を保持する面を持ち、逆側の面に発光体実装基板12を固定する面を持つ。ホルダ113の、発光体実装基板12を固定する面は発光体11と同等の大きさの開口を持ち、光学フィルタ111を保持する面は導光体1と同等の大きさの開口を持つ。つまり、発光体11の面積が導光体1の端面より十分に小さい時に、ホルダ113はテーパ構造を持、後述する導光体ホルダ104の溝部の開口側に対応する部分が、その他の部分に比べ、導光体1側へ突出する形状を成している。
【0051】
導光体ホルダ104は、反射性の良い樹脂や金属などで成形され、長手方向に長溝で構成した溝部を有し、この溝部に導光体1が配置されて、長手方向に導光体1を保持する。この溝部の開口側が導光体1から光が出射される出射領域となる。導光体ホルダ104は、導光体1をミラー10と筐体106に対して適切な位置に導光体1を保持し、側面や反射領域1a及び反射領域1bの裏面からの漏れ光を導光体1内に押し戻し、出射領域1c及び出射領域1d以外からの意図しない光の出射を抑制する役割がある。導光体ホルダ104は短手方向中央かつ筐体底面側にピン104bとピン104cピン104dを備える。
【0052】
筐体106はアルミニウムなどの放熱性の良い板金によって形成されており、図17において2点鎖線部で内側に折り曲げることにより、箱型の筐体が形成される。すなわち、折り曲げることにより、底部と、この底部から内側に折り曲げられ、底部に立設された立壁部と、この立壁部に直交する方向に設けられ、底部から所定の角度で内側に折り曲げられ反射部材が載置される斜面部を有する筐体106が形成される。
【0053】
筐体106は、底面の長手方向中央部に形成された導光体ホルダ保持孔106bと、底面の導光体ホルダ保持孔106bと端部の間に形成された導光体ホルダ保持孔106cと底面の導光体ホルダ保持孔106bと導光体ホルダ保持孔106cがある方と逆側の端部の間に形成された導光体ホルダ保持孔106dと、底面に長手方向に沿って形成されたアパーチャ106aと、照明装置取り付け孔106eと導光体ホルダ押さえ106rとミラー設置面106mと、放熱面となる立壁部106p、106qとホルダ保持孔106i、106j、106k、106Lを備え、導光体ホルダ104及びミラー10を長手方向かつ短手方向かつ高さ方向に固定し、ホルダ105及びホルダ113及び伝熱体18及び伝熱体19を長手方向かつ短手方向かつ高さ方向に固定する。
【0054】
導光体ホルダ保持孔106bは筐体106底面にあり、長手方向の中央、かつ短手方向でアパーチャ106aと導光体ホルダ押さえ106rの間かつ導光体ホルダ104底面の短手方向中央位置に位置する丸穴であり、導光体ホルダ104のピン104bが挿入されることにより、導光体ホルダ104の長手方向かつ短手方向の位置を固定するものである。
【0055】
導光体ホルダ保持孔106cは筐体106底面にあり、長手方向の片側端部かつ短手方向でアパーチャ106aと導光体ホルダ押さえ106rの間かつ導光体ホルダ104底面の短手方向中央に位置する長手方向に長い長穴であり、導光体ホルダ104のピン104cが挿入されることにより、導光体ホルダ104の短手方向の位置を固定するものである。
【0056】
導光体ホルダ保持孔106dは筐体106底面にあり、長手方向の導光体ホルダ保持孔106cがある側と逆側端部かつ短手方向でアパーチャ106aと導光体ホルダ押さえ106rの間かつ導光体ホルダ104底面の短手方向中央位置に位置する長手方向に長い長穴であり、導光体ホルダ104のピン104dが挿入されることにより、導光体ホルダ104の短手方向の位置を固定するものである。
【0057】
アパーチャ106aは筐体106底面の長手方向に沿って形成された穴であり、読取対象の画像情報(照射した光の読取対象における散乱反射光)を撮像体(レンズおよびイメージセンサ)に伝え、それ以外の不要な光を抑制する働きを持つ。
【0058】
照明装置取り付け孔106eは筐体106底面の長手方向両端部にあり、光源装置を読み取り装置に固定するためのものである。
【0059】
導光体ホルダ押さえ106rは筐体側側面に伸び、アパーチャ106aに対してミラー10の逆側に位置し、導光体ホルダ104を高さ方向に固定する働きを持つ。
【0060】
ミラー設置面106mは長手方向に複数設けられ、短手方向にアパーチャ106aの外側に位置し、ミラー10を精度良く保持する働きを持つ。ミラー設置面106mは筐体底面と垂直に立ち上げられた面に隣接し、任意のミラー設置角度を取る。ミラー設置面106mが筐体底面と垂直に立ち上げられた面に連続するのではなく、直接に筐体底面と連続すると、ミラー設置角度を保つためにミラー設置面106mがアパーチャ106aに近接しすぎてしまい、十分な精度を持って加工することが難しくなる。ミラー設置面106mは全長にわたるものではなく、ミラー設置面106mがない筐体底面と隣接してアパーチャ106aに対してミラー設置面106m側にある面は筐体底面に垂直に折り曲げることにより、筐体強度を高めることができる。また、底面と対抗する方向に折り曲げて光源装置の設置面としても良い。ミラー設置面106m面積はミラー10がたわまないように十分な面積を持つ。
【0061】
放熱面106pは筐体の長手方向においてアパーチャ106aと照明装置取り付け孔106eの間に位置し、面内にホルダ保持孔106i、106jを備え、ネジ8、9により、発光体実装基板3及びホルダ105及び伝熱体18を筐体106に固定するものである。また、発光体実装基板3は粘着性のある伝熱体18を用いて放熱面106pに貼り付けによって固定しても良い。
【0062】
放熱面106qは筐体の長手方向においてアパーチャ106aと放熱面106pのある逆側の照明装置取り付け孔6eの間に位置し、面内にホルダ保持孔106k、106Lを備え、ネジ15、16により、発光体実装基板12及びホルダ113及び伝熱体19を筐体106に固定するものである。また、発光体実装基板12は粘着性のある伝熱体19を用いて放熱面106qに貼り付けによって固定しても良い。
【0063】
導光体ホルダ104は導光体1を保持し、かつ発光体2および導光体1からの意図しない光を抑制する働きを持つ。導光体ホルダ104は筐体106に次の3点で筐体と適切な位置をとる。すなわち、ピン104bは導光体ホルダ保持孔106bに挿入され、ピン104cは導光体ホルダ保持孔106cに挿入され、ピン104dは導光体ホルダ保持孔106dに挿入される。導光体ホルダ104は筐体106の全長より短く、導光体ホルダ104の長手方向の端面とホルダ105及びホルダ113の端面は対向しており、導光体ホルダ104の長手方向の端面とホルダ105及びホルダ113の端面とのギャップ長は導光体ホルダ104の温度特性による伸び分より広い。前述のとおり、導光体ホルダ保持孔106c及び導光体ホルダ保持孔106dは長穴であり、ピン104c及びピン104dを長手方向には固定しないため、導光体ホルダ104が温度による伸縮をした場合もソリなく短手方向に導光体1を保持するものである。導光体ホルダ104は端部で導光体1の全周囲を保持し、中央部では出射領域1cおよび出射領域1dを露出させる開口を持つ。端部で導光体1の全周囲を保持する部分はホルダ105およびホルダ113に挿入される。
【0064】
伝熱体18及び伝熱体19は熱を伝える働きを持つ、例えばシート状のシリコーンシートのようなもので形成され、密着性と熱伝導性が良い物である。伝熱体18は発光体実装基板3と放熱面106pの間に配置する。伝熱体19は発光体実装基板12と放熱面106qの間に配置する。
【0065】
筐体106は発光体2および発光体11の熱を逃がす役割を持つ。発光体2から発生した熱は発光体実装基板3を通じて伝熱体18を介し、放熱面106pに伝えられる。放熱面106pからは筐体106全体に熱が分散される。発光体11から発生した熱は発光体実装基板12を通じて伝熱体19を介し、放熱面106qに伝えられる。放熱面106qからは筐体106全体に熱が分散される。
【0066】
図18は、この発明の実施の形態2に関わる光源装置の長手方向における断面図から見た光の経路を示す図であり、図18(a)は全体図、図18(b)は、発光体部近傍の拡大図である。図19は、この発明の実施の形態2に関わる光源装置の短手方向における断面図から見た光の経路を示す図である。発光体2及び発光体11から導光体1に入射した光は、図18の矢印で示されるように、一部の光は導光体1に直接入射し、他の光はホルダ内壁のテーパ形状部分によって散乱され導光体1に入射する。導光体1の壁面において反射を繰り返して進み、導光体1の長手方向に沿って形成された白色の印刷パターン又は凹凸形状の反射領域1aと反射領域1bにその一部が入射する。反射領域1a及び反射領域1bに入射しなかった光は導光体1を導光し、入射面と逆側の端面から出射し、ホルダ105及び113のテーパ形状部分によって散乱され導光体1に再入射する。図19に示すように、反射領域1aに入射した光は反射により、反射領域1aと対向する出射領域1c(導光体1の表面上の部分)から長手方向に伸びるライン状の主光32として原稿設置台34の照射部35方向に出射される。
【0067】
ホルダ105及びホルダ113は、導光体ホルダ104の溝部の開口側に対応する部分が、その他の部分に比べ、導光体1側へ突出する形状を成しているため、導光体1の端部における不均一な光は、導光体1から出射されない。
【0068】
一方、図19に示すように、反射領域1bに入射した光は反射により、反射領域1bと対向する出射領域1d(導光体1のミラー側の面)から長手方向に伸びるライン状の副光33としてミラー10側に出射される。ミラー10側に出射された副光33はミラー10で反射され、長手方向に伸びるライン状の副光33として原稿設置台34の照射部35方向に出射される。中央断面図に記載の導光体1の反射領域1a及び反射領域1bから原稿設置台34に向かう矢印は、それぞれ、反射領域1a及び反射領域1bにより反射した光が読取対象に照射される主な光路を示している。
【0069】
図20は、この発明の実施の形態2に関わる光源装置の発光体近辺の長手方向における断面図である。図20(b)は、常温時における断面図、図20(c)は、高温時における断面図である。図20(a)に示すように、導光体ホルダ104はピン104bが筐体106の導光体ホルダ保持孔106bに挿入されて、筐体106に位置決めされているので、導光体1とホルダ105の嵌合深さ及び導光体ホルダ104とホルダ105の相対位置は変動する。筐体106の導光体ホルダ保持孔106cは前述の通り長手方向に対して導光体ホルダ104の温度特性伸縮分のギャップがあるため、導光体ホルダ104のピン104cは導光体ホルダ保持孔106cの長手方向にスライドするので、導光体ホルダ104は長手方向に対して伸縮可能であり、導光体1と導光体ホルダ104の高さ方向と短手方向は変動させない、すなわち照明特性は変えない構成を取っている。また、ホルダ105はネジ8、9によって筐体106上の放熱面106pに長手方向に固定されているため、放熱効果も変わらない。常温時においても高温時においても、筐体106及び伝熱体18及び発光体実装基板2及び発光体2及びホルダ105及び光学フィルタ110の距離は一定であり、導光体1と導光体ホルダ104の距離は一定である。すなわち、導光体ホルダ104によって遮光される部分は一定であり、導光体1の端部に発生する不要な迷光の抑制効果は一定に保たれる。一方、発光体2及び光学フィルタ110の相対距離も一定に保たれていることにより、発光体2からの光の変換機能は一定に保たれる。この構造によって、温度変化による導光体1の伸縮によって、照明特性や放熱特性が変化しない光源装置が得られる。なお、図20は、放熱面106p側について説明したが、放熱面106q側の作用効果についても同様である。
【0070】
このように、この発明の実施の形態2によれば、発光体の熱2、11は伝熱体18、19を介して筐体106の放熱面106p、106qに伝導され、筐体106は板金を折り曲げて一体形成されているため、放熱面106p、106qに伝導された熱は、小さい熱抵抗で筐体106全体に伝導され、効率良く発光体2、11の熱が排熱される効果がある。
【0071】
また、ホルダ105、113は筐体106の放熱面106p、106qに固定されているため、温度変化による導光体1の伸縮によって、照明特性や放熱特性が変化しない効果がある。
【符号の説明】
【0072】
1 導光体
1a 反射領域
1b 反射領域
1c 出射領域
1d 出射領域
2 発光体
3 発光体実装基板
4 導光体ホルダ(導光体ケース)
4a ネジ穴
4b ピン
4c ピン
4d ピン
5 ホルダ
6 筐体
6a アパーチャ
6b 導光体ホルダ保持孔
6c 導光体ホルダ保持孔
6d 導光体ホルダ保持孔
6e ネジ穴
6f ウイング
6g ウイング
6h フィン
6i ホルダ保持孔
6j ホルダ保持孔
6k ホルダ保持孔
6L ホルダ保持孔
6m ミラー設置面
6p 放熱面(短辺側壁部)
6q 放熱面(短辺側壁部)
7 放熱フィン
8 ネジ
9 ネジ
10 ミラー
11 発光体
12 発光体実装基板
13 ホルダ
14 放熱フィン
15 ネジ
16 ネジ
17 ネジ
18 伝熱体
19 伝熱体
20 伝熱体
21 伝熱体
31 光源部
32 主光
33 副光
34 原稿設置台
35 照射部
104 導光体ホルダ(導光体ケース)
104b ピン
104c ピン
104d ピン
105 ホルダ
106 筐体
106a アパーチャ
106b 導光体ホルダ保持孔
106c 導光体ホルダ保持孔
106d 導光体ホルダ保持孔
106e 照明装置取り付け孔
106i ホルダ保持孔
106j ホルダ保持孔
106k ホルダ保持孔
106L ホルダ保持孔
106m ミラー設置面
106p 放熱面(立壁部)
106q 放熱面(立壁部)
110 光学フィルタ
111 光学フィルタ
113 ホルダ
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18
図19
図20