专利名称：光源装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种传真机、复印机、图像扫描仪、条形码读入器等中使用的图像读取装置的照明光源所使用的光源装置。
背景技术：
一直以来，在传真机等图像读取装置中，作为光源装置，专利文献I所述的装置为世人所知。图7是现有技术涉及的光源装置101的说明图。图7(a)是分解了各部件的立体图。图7(b)是在组装了图7(a)的各部件的状态 下，相对导光体131的长边方向正交的截面图。光源装置101具有圆柱状的导光体131 ;在该导光体131的长边方向的两端相对的光源121,122 ;支持体142，固定光源121、122，并且保持导光体131。光源121、122具有发光二极管。来自光源121、122的光从导光体131的两端入射,通过设置在导光体131的外表面的反射面依次反射。该反射面沿着导光体的长边方向设置，因此来自光源121、122的光沿着导光体131的长边方向依次反射，从导光体131的出射面射出线状光。在支持体142上配置包围导光体131的灯壳111。该灯壳111上设有开ロ部112，来自导光体131的线状光从该开ロ部112射出。专利文献I :特开平09-163079号公报
发明内容
如专利文献I所述，在导光体101的两端具有光源121、122，作为构成导光体101的部件，使用透光性树脂，来自光源121、122的光通过导光体131作为线状光获得的情况下，当重复光源121、122的点灯/关灯时，来自导光体131的线状光的配光分布会改变。具体參照图8进行说明。图8是表示导光体131的膨胀/收缩过程的图，图8 (a)是光源121、122关灯的状态，图8(b)是光源121、122点灯、导光体131膨胀的状态，图8(c)是光源121、122关灯、导光体131收缩的状态。导光体131在其材料是透光性树脂时，通过吸收从光源121、122放射的热，被加热并膨胀。支持体142因允许导光体131的膨胀，所以在不具有固定导光体131的部分、导光体131膨胀时，作为其支点的部分相对支持体142不固定。因此，例如如图8(b)所示，当导光体131膨胀时的支点Fl位于导光体131的长边方向的中心时，导光体131以该中心为支点向左右方向膨胀。并且在收缩时，作为其支点的部分相对支持台不固定。因此，例如如图8 (c)所示，当导光体131收缩时的支点位于导光体131的长边方向上的端部(图8 (c)的导光体131的附图左侧的端部)时，导光体131以其端部作为支点F2收缩。此时，膨胀时的支点Fl和收缩时的支点F2不同，从而使得下述两个比率不一致在图8(a)的导光体131膨胀前，导光体131的一端面到ー个光源121为止的距离L71与导光体131的另一端面到另ー个光源122为止的距离L71的比率(L71 L72);图8(()的导光体131收缩后，导光体131的一端面到ー个光源121为止的距离L91与导光体131的另一端面到另ー个光源122为止的距离L92的比率(L91 :L92)。因此，可以推测出，现有的光源装置101通过反复点灯/关灯而反复膨胀/收缩，膨胀时的支点和收缩时的支点不一致，从而产生该配光分布发生变化的问题。此外，为使配光分布不变化，可考虑固定导光体131的两端，但会不再允许导光体131的膨胀，导致导光体131的偏心。因此，在反复导光体的点灯/关灯时，当配光分布改变时，产生对作为读取介质的例如原稿纸张的照度变得部分不足，或彩色读取时的彩色平衡不佳的问题。因此，本发明的目的在于提供ー种光源装置，其允许导光体的热膨胀的同时，即使重复对光源的点灯/关灯，也可抑制点灯初期的配光分布的变化。 第I发明涉及的光源装置具有放置在基台上的棒状的导光体、配置在该导光体两端的ー对光源部，其特征在于，至少从ー个光源部向另ー个光源部推压、将上述ー对光源部推压到上述导光体的弾性体设置在上述基台上。第2发明涉及的光源装置的特征在于，在第I发明中，在上述ー个光源部和上述基台上设置引导机构，该引导机构引导上述导光体向长边方向的移动。第3发明涉及的光源装置的特征在于，在第I或第2发明中，上述另ー个光源部固定在上述基台上。第4发明涉及的光源装置的特征在于，在第I或第2发明中，从上述另ー个光源部向上述ー个光源部推压的弾性体设置在上述基台上。第5发明涉及的光源装置的特征在于，在第I或第2发明中，上述ー对光源部分别具有发光的ニ极管；杯状部件，在该杯状部件的内表面具有将来自该发光二极管的光向上述导光体聚光的反射面，上述杯状部件与上述导光体抵接，并且上述发光二极管与上述导光体的端面隔离。发明的效果根据第I发明涉及的光源装置的上述特征，即使重复光源部的点灯/关灯，在导光体的长边方向上，也可抑制配光分布的变化。根据第2发明涉及的光源装置的上述特征，即使重复光源部的点灯/关灯，也可在导光体膨胀时，抑制来自ー个光源部的出射光的光轴相对导光体的长边方向偏离。根据第3发明涉及的光源装置的上述特征，在导光体膨胀/收缩吋，另ー个光源部变为支点，即使反复对光源部进行点灯/关灯，在导光体的长边方向上，也可抑制配光分布的变化。根据第4发明涉及的光源装置的上述特征，在导光体膨胀/收缩吋，从ー个光源部向另ー个光源部推压的弾性体、与从另ー个光源部向ー个光源部推压的弾性体的力均衡的位置变为支点，即使反复对光源部进行点灯/关灯，在导光体的长边方向上，也可抑制配光分布的变化。根据第5发明涉及的光源装置的上述特征，即使反复对光源部进行点灯/关灯，通过使导光体和发光二极管的距离保持规定距离，可抑制配光分布的变化的同时，抑制导光体因发光二极管而被过度加热。
图I是第I实施例涉及的光源装置的说明图。图2是第I实施例涉及的光源装置的说明图。图3是第2实施例涉及的光源装置的说明图。图4是第3及第4实施例涉及的光源装置的说明图。图5是实验结果的说明图。图6是实验结果的说明图。 图7是现有的光源装置的说明图。图8是课题的说明图。
具体实施例方式图I是本发明的第I实施例涉及的光源装置I的说明图。图1(a)是沿着导光体3的长边方向的截面图，图1(b)是相对导光体3的长边方向正交的截面图(图1(a)的A-A截面图)。光源装置I具有棒状导光体3 ;配置在导光体3两端的一对光源部2a、2b ;基台5，沿着导光体3的长边方向延伸，并放置导光体3，弾性体7设置在基台5上，从ー个光源部2a向另一个光源部2b推压,并将一对光源部2a、2b推压到导光体3。棒状的导光体3在其两端具有向光源部2a、2b突出的突出部35，在该突出部35的周边缘设置环状的凹部37，该凹部37与光源部2a、2b抵接。并且，导光体3上设置截面为半圆状的出射面32，该出射面32沿着导光体3的长边方向设置。作为构成导光体3的部件，使用透过可视光的部件，例如使用丙烯树脂、聚碳酸酯树脂、COC、COP等环状聚烯烃树脂、烯烃马来酰亚胺共聚物等聚烯烃树脂、聚酯系透明树脂等透光性树脂。在导光体3的出射面32的相反ー侧配置扩散片4，其沿着导光体3的长边方向延伸。在扩散片4的背面ー侧配置基台5，扩散片4被导光体3和基台5夹持。 基台5沿着导光体3的长边方向延伸，具有放置扩散片4的溜槽状面51，通过扩散片4放置导光体3。导光体3在出射面32和放置到基台5的溜槽状面51的面之间，具有保持用突起部36，该保持用突起部36沿着导光体3的长边方向延伸设置。基台5具有与导光体3的保持用突起部36抵接的保持用突起部52，导光体3的保持用突起部36和基台5的保持用突起部52例如通过板簧这样的导光体保持用弹簧6夹持，导光体3抑制向其长边方向的正交方向的移动和旋转。基台5比导光体3长,在其长边方向上的一个端部中，放置一个光源部2a,并在该ー个光源部2a背后ー侧,具有相对长边方向垂直延伸的端壁部53。并且,基台5的端壁部53上例如具有圆柱状的引导用突起部531，该引导用突起部531向ー个光源部2a突出，沿着导光体3的长边方向延伸。基台5在其长边方向上的另一端部中，通过未图示的固定単元固定另ー个光源部
2b ο作为构成基台5的部件，使用PC、PBT、PPS等工程塑胶及超级工程塑胶这样的树脂部件，并且，可使用Al、Mg系、Al、Mg、Si系、Al、Cu系的招挤压材料及铸造材料这样的金属部件。尤其为了冷却导光体3、减小导光体3的膨胀量，在基台5中的放置导光体3的部分优选采用金属部件。—对光源部2a、2b具有设置在基板22上的发光二极管21 ;密封该发光二极管21的半球状的密封体23 ;环形的杯状部件24，包围该密封体23的周边缘，并且设置在基板22上。
杯状部件24在其内表面设置反射面241，其反射来自发光二极管21的光，使其入射到导光体3的端面。并且，通过杯状部件24的前方端部与导光体3的凹部37抵接，发光ニ极管21和导光体3的端面以规定距离隔离。此外，杯状部件24可以是在内面形成了反射面241的部件，也可以是例如白色树脂那样的反射光的部件，从冷却导光体3的角度出发，优选使用内表面被镜面加工的例如铝这样的金属部件。基板22的背面设置有冷却发光二极管21的散热体(也称为heatsink) 25。在ー个光源部2a中，在散热体25的背后,设置沿着导光体3的长边方向延伸的例如圆柱状的引导用孔部252，在该引导用孔部252内形成了规定距离的引导用间隙255的状态下，插入基台5上设置的引导用突起部531。在ー个光源部2a的散热体25和基台5的端壁部53之间，设置弾性体7，该弾性体7的一端固定到端壁部53，另一端插入到ー个光源部2a的散热体25上设置的弾性体插通用孔部251，从ー个光源部2a向另ー个光源部2b推压。在图I所示的光源装置I中，參照图2说明反复进行光源部2a、2b的点灯/关灯的情况。图2(a)是关灯时、导光体3未膨胀的光源装置I的说明图，图2 (b)是使图2(a)的光源部2a、2b点灯、导光体3膨胀的光源装置I的说明图。此外，图2中，对和图I所示的部件相同的附加同样的标记。如图2(a)所示，当光源部2a、2b关灯时、导光体3未加热的状态下，导光体3不膨胀。本发明的光源装置I中，在另ー个光源部2b固定到基台5的状态下，基台5上固定的弾性体7从ー个光源部2a向另ー个光源部2b推压。通过在ー个光源部2a的杯状部件24和基台5之间设置光源用间隙54，利用弾性体7的推压，ー个光源部2a的杯状部件24推压到导光体3的凹部37, —个光源部2a的发光二极管21相对导光体3的一端面33以规定距离隔离。并且，导光体3通过ー个光源部2a受到来自弾性体7的推压，向另ー个光源部2b推压。这样ー来，另ー个光源部2b的杯状部件24变为推压到弾性体7的凹部37的状态，另ー个光源部2b的发光二极管21从导光体3的另一端面34以规定距离隔离。光源部2a、2b通过未图不的电源点灯时,从一对光源部2a、2b,光从导光体3的两端面入射,该入射的光在导光体3的内部导光,被扩散片4反射,从出射面32射出，可获得沿着导光体3的长边方向的线状光。
导光体3通过来自ー对光源部2a、2b的热被加热并膨胀。第I实施例涉及的光源装置I中，另ー个光源部2b固定在基台5上，因此导光体3以另ー个光源部2b为支点膨胀。具体而言，导光体3以与另ー个光源部2b抵接的凹部37为基点，向ー个光源部2a膨胀。此时，导光体3如图I (b)所示，除了出射面32的圆周面固定到基台5，因此在限制了导光体3的向相对于长边方向正交的方向(图1(b)中的Y方向、Z方向)的移动的状态下，相对基台5的保持用突起部52、扩散片4滑动的同时，朝向ー个光源部2a。—个光源部2a受到导光体3的膨胀，向设置在一个光源部2a背后的端壁部53移动。此时，ー个光源部2a为了在关灯时縮小位于规定位置的引导用间隙255，通过使圆柱状的引导用孔部252相对圆柱状的引导用突起部531滑动，从而限制导光体3的向相对于长边方向正交的方向(图2中的Y方向、Z方向)的移动，引导ー个光源部2a在导光体3的长边方向上的移动。并且，弾性体7在从ー个光源部2a向另ー个光源部2b推压的状态下，通过ー个光源部2a的移动而缩小。ー个光源部2a和另ー个光源部2b在导光体3膨胀时，通过受到弹 性体7的推压，继续被导光体3的凹部37推压的状态，保持ー个光源部2a和另ー个光源部2b以规定距离隔离的状态。使用具体数值例进行说明，导光体3例如由丙烯树脂形成，其全长例如是340mm，通过来自光源部2a、2b的热加热到60°C时，其膨胀量L2变为I 2mm。例如，基台5通过来自光源部2a、2b的热不膨胀时，弾性体7从关灯时的长度LI为50mm，到受到导光体3的膨胀，其长度L3变为48 49mm(Ll-L2)。并且，使光源部2a、2b关灯时，导光体3冷却，从图2(b)的状态恢复到图2 (a)的状态。即，即使反复光源部2a、2b的点灯/关灯，也仅反复图2(b)的状态和图2(a)的状态，因此无论点灯多少次，导光体3膨胀状态下可获得的线状光的配光分布基本不会变。因此，第I实施例涉及的光源装置I中，在另ー个光源部2b固定在基台5的状态下，从ー个光源部2a向另ー个光源部2b推压的弾性体7设置在基台5上，从而在光源部2a、2b点灯时，导光体3以另ー个光源部2b为支点，向ー个光源部2a的方向膨胀，弾性体7缩小，从而允许导光体3的膨胀，无论进行多少次光源部2a、2b的点灯，也可抑制导光体3膨胀时的位置改变。并且，在光源部2a、2b点灯时，弾性体7从ー个光源部2a向另ー个光源部2b推压，从而使ー对光源部2a、2b推压导光体3，无论进行多少次光源部2a、2b的点灯，也保持光源部2a、2b的发光二极管21和导光体3以规定距离隔离的状态。因此，第I实施例涉及的光源装置I即使反复进行点灯/关灯，在导光体3膨胀的状态下，也可抑制其配光分布的改变。并且，第I实施例涉及的光源装置I具有由ー个光源部2a的引导用孔部252、设置在基台5上的引导用突起部531构成的引导机构，通过该引导机构，在导光体3膨胀时，一个光源部2a的移动向导光体3的长边方向移动地被引导,可抑制ー个光源部2a向相对导光体3的长边方向正交的方向移动，这样一来，可抑制ー个光源部2a偏离到不期望的位置，抑制ー个光源部2a的光轴和膨胀的导光体3的长边方向偏离,可抑制导光体3的配光分布改变。并且，第I实施例涉及的光源装置I是限制了导光体3向相对其长边方向的正交方向的移动的状态，因此当导光体3膨胀时，沿着关灯时的导光体3的长边方向膨胀，抑制了导光体3的不被期望的偏心，可抑制导光体3的配光分布改变。S卩，基台5的保持用突起部52、导光体3的保持用突起部36、导光体保持用弹簧6可作为用于导光体3的引导机构作用，其进行引导，使导光体3的膨胀方向朝向导光体3的长边方向。并且，第I实施例涉及的光源装置I中，ー对光源部2a、2b的杯状部件24和导光体3抵接，发光二极管21与导光体3的端面隔离，从而在发光二极管21的输出较大时，可抑制导光体3因发光二极管21而被过度加热，抑制导光体3的端面变形。如上所述，在第I实施例中，说明了将另ー个光源部2b固定到基台5的例子，在第2实施例中，说明另ー个光源部2b不固定到基台5的例子。图3是本发明的第2实施例涉及的光源装置I的说明图，是沿着导光体3的长边方向的截面图。 此外，在图3中，对和图I及图2所示的部件相同的，附加同样的标记。图3和图I及图2的不同点在于未将另ー个光源部2b固定到基台5上；在另ー个光源部2b背后也设置弾性体7 ;在另ー个光源部2b和基台5上也设置引导机构。作为图3的第2实施例的说明，省略和图I及图2共同的部分，说明不同的部分。如图3所示，ー个光源部2a具有图I所说明的构成，另ー个光源部2b具有和该ー个光源部2a同样的构成。这样ー来，在ー个光源部2a的背后设置第I弾性体7，在另ー个光源部2b的背后设置第2弾性体7。第2实施例的构成中，当光源部2a、2b点灯吋，导光体3的膨胀支点变为第I及第2弾性体7的力均衡的位置，例如，当两个弾性体7的推压的カ相等时，导光体3的中央变为其支点。因此，在第2实施例中，导光体3的支点确定在规定位置，所以即使反复进行光源部2a、2b的点灯/关灯，也可抑制导光体3膨胀时的位置改变。并且，第I及第2弾性体7从ー个光源部2a向另ー个光源部2b推压，并且从另ー个光源部2b向ー个光源部2a推压，从而使ー对光源部2a、2b推压导光体3，无论进行多少次光源部2a、2b的点灯，也維持光源部2a、2b的发光二极管21和导光体3以规定距离隔离的状态。这样ー来，第2实施例涉及的光源装置I即使反复进行点灯/关灯，在导光体3膨胀的状态下，也可抑制该配光分布改变。并且，第2实施例涉及的光源装置I通过在ー个光源部2a上设置引导机构，使一个光源部2a的移动向导光体3的长边方向移动地被引导,可抑制ー个光源部2a向相对导光体3的长边方向正交的方向移动，通过向另ー个光源部2b也设置引导机构，使另ー个光源部2b的移动向导光体3的长边方向移动地被引导,可抑制另ー个光源部2b向相对导光体3的长边方向正交的方向移动。这样ー来，可抑制ー个光源部2a的光轴和膨胀的导光体3的长边方向偏离，并且抑制另ー个光源部2b的光轴和膨胀的导光体3的长边方向偏离,可抑制导光体3的配光分布改变。此外，引导机构只要可在导光体3的长边方向上进行引导即可，不限于图I 3所示的机构，例如也可是图4所示的机构。图4(a)及图4(b)是第3实施例涉及的光源装置I的说明图，对和图I及图2所示的装置相同的附加同样的标记。
图4(a)及图4(b)和图I及图2的不同点在于引导用突起部531未设置在端壁部53上；引导用突起部531的形状是T字状；引导用孔部252的形状是T字状，但由引导用突起部531及引导用孔部252构成的引导机构是,光源部2a、2b移动时,可限制向相对导光体3的长边方向正交的方向移动,且可引导向导光体3的长边方向的移动。因此，适用于本发明的引导机构只要是可限制相对导光体3的长边方向正交方向的移动、且可引导向导光体3的长边方向的移动的机构即可，可对其形状、位置进行各种变更。图4(c)是第4实施例涉及的光源装置I的说明图，对和图I及图2所示的装置相同的附加同样的标记。图4(c)和图I及图2的不同点在于在光源部2a、2b上设置引导用突起部255 ； 在基台5上设置引导用孔部532，但引导用突起部255和引导用孔部532构成的引导机构是，当光源部2a、2b移动时,可限制向导光体3的长边方向正交的方向的移动,且可引导向导光体3的长边方向的移动。因此，只要是可限制相对导光体3的长边方向正交的方向的移动、且可引导向导光体3的长边方向的移动的机构即可,光源部2a、2b和基台5的引导机构的突起部和孔部的关系可进行各种变更。为确认本发明的效果进行了实验。在实验中，作为本发明准备图I所示的光源装置，作为比较例准备图7所示的光源装置101。光源装置I、101的规格分别如下。光源部2a、2b具有的发光二极管采用射出白色光的装置，设置了该发光二极管21的基板使用铜基板。导光体3、131作为材质采用丙烯树脂，其圆柱状部分的直径是Φ6mm，其长边方向上的长度为340mm。扩散片4由PET树脂构成,在该PET树脂上设置扩散反射面,该扩散反射面在与导光体3、131接触的面上使用光稳定剂Ti02。该扩散片4长度为335mm，厚度为O. 2mm。基台5的材质采用聚碳酸酷。在实验中，向发光二极管21提供最大额定范围内的驱动电流，导光体3吸收来自光源2a、2b的热，进行导光体3的膨胀饱和为止的约30分钟点灯，测定导光体3的膨胀饱和时的配光分布(第一次測定)。测定后，光源2a、2b直到导光体3收缩到原来的长度340mm为止，约关灯30分钟。导光体3收缩后，使光源2a、2b再次点灯30分钟，测定导光体3的膨胀饱和时的配光分布(第二次测定)。此外，在比较例中，在第二次测定后，当导光体3收缩后，再次使光源2a、2b点灯30分钟，測定导光体3的膨胀饱和时的配光分布(第三次測定)。測定如下进行在距导光体3的出射面32上方8mm的位置(和实际的原稿面同等的位置)上配置照度计的受光部，将厚3_的玻璃安装到照度计的下部，以导光体3的长边方向的中心为基准，在朝向一端面33的200mm、及朝向另一端面34的200mm的共400mm的范围内进行。此外，在该测定范围400mm中，在导光体3的出射面32的背面ー侧配置扩散片4。图5是比较例的測定结果，第一次到第三次的任意ー个测定结果中，配光分布均不一致，在第二次及第三次中，相对导光体131的中心，失去了线对称的配光分布。图6是本发明的測定结果，第一次及第二次的任意一次測定结果中，配光分布基本相同，均相对导光体3的中心可获得线対称的配光分布。这是因为，在本发明涉及的光源装置I中，除了导光体3膨胀时的支点确定外，从ー个光源部2a向另ー个光源部2b推压的弾性体7设置在基台5上。即，本发明涉及的光源装置I中，导光体3膨胀时的支点确定，并且其膨胀由弾性体7允许，从而即使反复进行光源部2a、2b的点灯/关灯，也可抑制膨胀时的位置变化。并且，通过弾性体7从ー个光源部2a向另ー个光源部2b推压，ー对光源部2a、2b推压导光体3，即使反 复进行光源部2a、2b的点灯/关灯，也可使光源部2a、2b点灯时的发光二极管21和导光体3的距离是以规定距离隔离的状态。这样ー来，本发明涉及的光源装置I即使反复进行光源部2a、2b的点灯/关灯，也可抑制其配光分布的改变。
权利要求
1.ー种光源装置，具有放置在基台上的棒状的导光体、配置在该导光体两端的ー对光源部，其特征在干， 至少从ー个光源部向另ー个光源部推压、将上述ー对光源部推压到上述导光体的弾性体设置在上述基台上。
2.根据权利要求I所述的光源装置，其特征在于，在上述ー个光源部和上述基台上设置引导机构，该引导机构弓I导上述导光体向长边方向的移动。
3.根据权利要求I或2所述的光源装置，其特征在于，上述另ー个光源部固定在上述基台上。
4.根据权利要求I或2所述的光源装置，其特征在于，从上述另ー个光源部向上述ー个光源部推压的弾性体设置在上述基台上。
5.根据权利要求I或2所述的光源装置，其特征在干， 上述ー对光源部分别具有发光的ニ极管；杯状部件，在该杯状部件的内表面具有将来自该发光二极管的光向上述导光体聚光的反射面， 上述杯状部件与上述导光体抵接，并且上述发光二极管与上述导光体的端面隔离。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种光源装置，其允许导光体的热膨胀的同时，即使重复对光源的点灯/关灯，也可抑制点灯初期的配光分布的变化，其中，第1发明涉及的光源装置具有放置在基台上的棒状的导光体、配置在该导光体两端的一对光源部，其特征在于，至少从一个光源部向另一个光源部推压、将上述一对光源部推压到上述导光体的弹性体设置在上述基台上。
文档编号F21V8/00GK102679203SQ20121005507
公开日2012年9月19日 申请日期2012年3月5日 优先权日2011年3月7日
发明者多田元典, 船越充夫 申请人:优志旺电机株式会社