图像读取装置中的白色发光装置和使用它的线状照明装置的制作方法

专利名称：图像读取装置中的白色发光装置和使用它的线状照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像读取装置中的白色发光装置以及使用它的线状照明装置。特别是 涉及在图像读取装置中使用的、搭载了白色LED的白色发光装置以及使用它的线状照明装置。
背景技术：
在传真机、复印机、手动扫描仪等设备中，使用图像传感器等图像读取装置作为用 于读取原稿的装置。通常，作为这样的图像读取装置，使用光路短、向设备的组装容易的接 触型图像传感器。接触型图像传感器具备在主扫描范围内线状地照射原稿面的线照明装置。作为线 照明装置，已知如下的间接照射型的线照明装置使用长的导光体，使从配置在该导光体的 端面上的光源入射的光在内表面反射的同时传播，并且从长度方向的线状出射面出射。已知这样的线照明装置中的光源使用由蓝色LED芯片和YAG类荧光体构成的白色 LED。白色LED光源对应于彩色图像的读取，与发出RGB三种颜色的光的多芯片LED相比， 点亮控制简单，在亮度特性方面和小型化、轻质化方面可以说是优良的，被用作发光效率提 高的接触型图像传感器的光源。另外，对于在导光体的端面上配置由多个发光元件构成的LED作为光源的线状照 明装置，要求利用该多个芯片得到的发光色在导光体中充分混色，在不打破颜色平衡的情 况下释放，作为线状的均勻色调的照明而照射彩色原稿。作为用于解决这些问题或者在导 光体的形状中具有特征的发明，公开有专利文献1等。另外，在专利文献2中，公开了在批量生产白色LED的情况下，在蓝色LED芯片的 发光波长和发光亮度方面产生相当大的偏差。另外，由于混入包覆部件中的YAG类荧光体 的荧光粒子的量或分散的偏差等，也会影响被混合的白色光，其结果，完成的白色LED在色 调和亮度方面产生较大的偏差。这里，参照图16，使用色度坐标的一部分来说明在批量生产某种白色LED时其发 光色调的偏差的分布。此外，图16所示的分布图公开在专利文献2中。图16所示的各个 黑点示出白色LED的各个色调数据，该色调如图所示分散为向右上方的带状。更具体地说， 带状地分散在基于JIS Z 8110的色度区分的、从蓝色通过白色点后通过黄色的大致线上的 白色区域中。这里，宽度方向的分散(箭头线A)主要是由于蓝色发光元件的发光波长的偏 差而产生的色调偏差，长度方向的分散(箭头线B)主要是由于混入包覆部件中的荧光粒子 的量或分散的偏差而产生的色调偏差。另外，因为蓝色发光元件的发光波长在批次之间的 偏差大，所以在实际的批量生产中，宽度方向的分散(箭头线A)进一步扩大(参照专利文 献2)。[专利文献1]日本特开2006-287923号公报[专利文献2]日本特开2004-119743号公报[专利文献3]日本专利第3990437号公报

发明内容
这里，在希望使用这样的白色LED来构成图像读取装置用的线状照明装置的光源 的情况下，仅使用在期望的色度范围内对其发光色附加等级而选择的白色LED来构成的情 况下，在中心色调、色调不均等方面是优选的。但是，在仅使用特定的附加等级的产品的白 色LED的结构的情况下，存在其它等级的产品无用、作为用于取得白色LED的总成本高的问题。本发明鉴于上述现有的问题而作出，提供一种白色发光装置以及使用它的线状照 明装置，其中通过组合从期望的白色度偏离而以宽范围的白色度发光的白色LED而构成， 对其发光色进行混色而使其发出期望色度的光。其目的在于，通过进一步提高宽范围的色 度的白色LED的可利用性，提高白色LED的利用率，降低白色发光装置的制造成本。在本发明所涉及的图像读取装置中的白色发光装置中，使用具有蓝色LED芯片和 荧光体的白色LED，其特征在于，具有光源部，使光轴大致沿同一方向地相邻配置有第一 白色LED和第二白色LED，其中，所述第一白色LED发出从CIE色度图的规定白色区偏向蓝 色侧的色度的白光，所述第二白色LED发出从所述规定白色区偏向黄色侧的色度的白光； 以及电流控制单元，分别独立地驱动所述第一和第二白色LED中的所述蓝色LED芯片，其 中，所述电流控制单元对所述第一和第二白色LED中的至少一方的驱动电流进行PWM控制， 与从CIE色度图上的目标色度点到所述第一白色LED的发光的色度点的距离和从所述目标 色度点到所述第二白色LED的发光的色度点的距离成反比，设定用于驱动所述第一和第二 白色LED的各自的脉冲宽度，由此将来自所述第一和第二白色LED的发光的混色调整成所 述规定白色区的色度。在本发明所涉及的图像读取装置中的白色发光装置中，使用具有蓝色LED芯片和 荧光体的白色LED，其特征在于，具有光源部，使光轴大致沿同一方向地相邻配置有第一 白色LED和第二白色LED，其中，所述第一白色LED发出从CIE色度图的规定白色区偏向蓝 色侧的色度的白光，所述第二白色LED发出从所述规定白色区偏向黄色侧的色度的白光； 以及电流控制单元，分别独立地驱动所述第一和第二白色LED中的所述蓝色LED芯片，其 中，所述电流控制单元对所述第一和第二白色LED中的、发出离所述CIE色度图上的目标色 度点近的色度的白光的一个白色LED持续供给恒定电流，对另一个白色LED供给PWM控制 后的电流，将所述PWM控制的占空比设定成与所述CIE色度图上的所述一个白色LED的色 度与所述目标色度点之间的距离和所述另一个白色LED的色度与所述目标色度点之间的 距离成反比的值，将来自所述第一和第二白色LED的发光的混色调整成所述规定白色区的 色度。本发明所涉及的线状照明装置的特征在于，使从光源入射的光在棒状导光体的内 表面反射，同时使其从沿长度方向设置的出光面射出，其中，所述光源面向设置在由透明部 件构成的棒状导光体的长度方向上的端面上的入射面而配置，所述光源是上述的白色发光装置。本发明所涉及的线状照明装置的特征在于，放射所述白色发光装置的光的放射面 的外形，是收进导光体的入射面的外形内的尺寸。根据本发明所涉及的白色发光装置，通过组合使用在作为产品提供的附加等级的白色区中从规定白色区偏离的色度的发光色的白色LED，可以利用宽范围的色度的白色 LED。即，通过削减以前由于由蓝色LED芯片和YAG类荧光体构成的白色LED的固有的色调 的偏差而无用的产品的数量，使白色LED的制造成本降低。另外，根据本发明所涉及的白色发光装置，无需为了补偿作为白色LED的缺点的 色度偏差而新追加发出不同波长的光的LED芯片或不同种类的荧光物质或变更荧光体的 组成等现有技术所采用的繁杂的结构，就可以进行作为目标的规定的白色区的发光。另外，例如通过将本发明所涉及的白色发光装置用作线状照明装置的光源，可以 经济地制造以规定的白色色度照明的明亮的线状照明装置。


图1是示出本发明的实施例1的白色发光装置的光源部的斜视图。图2是示出本发明的实施例1的驱动白色发光装置的电路图的一例的图。图3是用于说明本发明的实施例1的两个白色LED的点亮时间的控制的图。图4是利用基于JIS Z 8110的色度坐标说明典型的白色区域的图。图5A是示出将一个制造商的白色LED的发光区域分为4个等级而在CIE色度图 上表示的例子的图。图5B是示出基于图5A的等级划分的各区域的角的坐标值的图。图6A是示出将一个制造商的白色LED的发光区域分为7个等级而在CIE色度图 上表示的例子的图。图6B是示出基于图6A的等级划分的各区域的角的坐标值的图。图7A是示出对白色LED的市售产品中的发光色度重新附加等级形成A、B、C区并 在色度图上表示的图。图7B示出图7A的重新附加了等级的A、B、C区的各角的坐标值的图。图8是说明对来自本发明所涉及的实施例1的白色发光装置的两个白色LED的发 光进行混色的控制的色度图。图9是用于说明用作发出附加等级的白色区的外侧的带状区的色度的光的第一 或第二白色LED的白色发光装置的图。图10是用于说明本发明所涉及的实施例2的白色发光装置的发光的色度的图。图11是用于说明本发明所涉及的实施例2的两个白色LED的点亮时间的控制的 图。图12是示出本发明所涉及的实施例3的线状照明装置的结构的斜视图。图13是用于说明在本发明所涉及的实施例3的线状照明装置的光源中使用的白 色发光装置的放射面的图。图14是用于说明组装了本发明所涉及的实施例3的线状照明装置的CIS单元的 截面的图。图15是用于说明将本发明所涉及的实施例3的线状照明装置中的照明光分光成 RGB而得到的长度方向上的照度分布的图。图16是示出白色LED的色度偏差的分布图。附图标记说明
10白色发光装置的光源部
11第一白色发光元件
12第二白色发光元件
13 蓝色LED芯片
20白色发光装置
33电流控制部
50线状照明装置
51导光体
54入射面
55透镜阵列
56线传感器
57:CIS用印刷基板
58透明玻璃制原稿支撑台
59纸面原稿
60接触型图像传感器单元、CIS单元
63放射面
65附加等级的白色区
66带状区
67典型白色区
具体实施例方式本发明的发明人研究了具有蓝色LED芯片和荧光物质的白色LED的特性，并且研 究了以均勻的白色度发出高输出的光的白色发光装置以及白色发光的照明装置，通过容易 的结构而完成本发明。此外，作为本实施例中的照明光源的白色，典型的是如图4所示在JIS标准中规定 为JIS Z 8110的参考附图1的“系统色名的一般色度区分”，其中是区分为白、(蓝)白、 (紫)白、(黄)白、(绿)白、(浅)粉的颜色，在本发明中称为典型的“白色”。将调整光的混合比并调整成使得照明光源的颜色成为目标白色称为白平衡。该调 整使用测量传感器工具来进行，但在本实施例中，使用分光光度计，测定或计算白色LED的 明度、亮度、色度和CIE色度图上的xy坐标等。但是，即使使用分光光度计以外的测量传感 器工具来调整白平衡，在实施本发明时也完全没有问题。白色LED的制造商的各公司将CIE色度图上的白色点(χ = 0. 33、y = 0. 33)包含 在内，将上述典型白色区域中的一定宽度和长度的区域作为白色LED的发光区域而附加等 级来提供。例如，在日亚化学工业株式会社(以下简称为N公司)的产品目录(2008年度 版)中，如图5A所示，分级为aO、bl、b2、cO这4个区域。在图5B中示出各区域的角的坐 标值。另外，在丰田合成株式会社(以下简称为T公司)的蓝色LED+荧光体型白色LED的 产品目录(2008年版)中，如图6A所示的发光区域，分级为AA、AB、B3 B6、CO这7个区 域。图6B中示出各区域的角的坐标值。两个公司的附加了等级的总区域在CIE色度图上 相同而重合，仅仅在细分的区域级别上不同。
这里，为了说明本实施例，将这些附加等级的区域再次附加等级而成为A、B、C这3 个区域。S卩，N公司的aO区域与T公司的(AA+BB)区域为相同区域(以下称为A区)，N公 司的cO区域与T公司的CO区域为相同区域(以下称为C区)，N公司的(bl+b2)区域与T 公司的(B3+B4+B5+B6)区域为相同区域(以下称为B区)，是分别重合的区域。图7A中示 出这样重新附加了等级的发光区域。图7A所示的A区、B区和C区是白色LED市售产品中 的对发光色度附加等级的区域。此外，图7B中示出各区的角的坐标值。在图7A中，在B区 和C区的边界上存在白色点(χ = 0. 33、y = 0. 33)，如图7A所示，B区是从白色点靠近蓝色 的区域。以下将该(A+B+C)区称为附加等级的白色区。另外，B区称为规定白色区(期望 的色调)，是实施例中的白色发光装置的发光色的目标色调。这样，制造商将白色LED的白 色发光附加了等级而得到的附加等级的白色区，是规定白色区(B区)位于其中央、从该规 定白色区偏向蓝色侧连接A区、偏向黄色侧连接C区的CIE色度图上的区域。此外，如图 7B所示，CIE色度图上的坐标值(x，y)的规定白色区(B区)是由(0. 296，0. 276)、(0. 283， 0.305)、(0. 330，0. 360)、(0. 330,0. 318)这4点包围的范围内的色度。另夕卜，A区是由 (0. 280,0. 248)、(0. 264，0. 267)、(0. 283,0. 305)、(0. 296,0. 276)这 4 点包围的范围内的色 度，C 区是由(0. 330,0. 318)、(0. 330,0. 360)、(0. 361,0. 385)、(0. 356,0. 351)这 4 点包围 的范围内的色度。另外，在使用了本发明所涉及的白色发光装置或线状照明装置的图像读取装置 中，不是将光源或其反射光作为人眼要直接识别的对象，而是由光电转换传感器来接收并 识别的机构。因此，发光色的中心色调不必一定是CIE色度图上的白色点(X = 0.33、y = 0. 33)，而是在图像读取装置的可调整范围内考虑到光源成本的经济性来选定光源的色调。此外，作为B区的中央坐标，采用图6A所示的B3 B6区域共有的角的坐标值(χ = 0.307、y = 0.315)，作为本实施例中的色度应达到的目标坐标值(目标色度点)。因此， 作为本发明的对象的图像读取装置中的光源，如果仅使用B区的白色LED来构成，则在容易 抑制色调不均这一点上是优选的，但A区和C区域是无用的，因此从成本的观点看是应考虑 的问题。本发明提供一种白色发光装置或线状照明装置，在制造商提供的发出附加等级的 白色区的色度的光的白色LED中，使用将从规定白色区(B区)偏离的A区或C区作为发光 色的白色LED，调整发光色的色调来发光。结果，削减了无用的白色LED的数量。以下说明 发明的具体示例。[实施例1]在实施例1的图像读取装置中使用的白色发光装置中设置两个白色LED。在任意 一个白色LED中还包含蓝色LED芯片和由该蓝色LED芯片发出的放射光激励而发出黄色光 的荧光体层。黄色是蓝色的补色。这里，参照图1 图4和图9，说明设置了两个白色LED 的白色发光装置20。本实施例的白色发光装置20包含光源部10和电流控制部33而构成。图1示出 白色发光装置20的光源部10。在该光源部10上，发出从上述的附加等级的白色区(A区 +B区+C区)中的规定白色区(B区)偏向蓝色侧的A区的白色光的第一白色LED 11和发 出从规定白色区(B区)偏向黄色侧的C区的白色光的第二白色LED 12相邻地安装在印刷基板15上。另外，第一和第二白色LED 11、12以其主要的发光方向、即光轴相互平行且成 为大致同一方向的方式相邻配置。在印刷基板15上，作为用于馈电的布线16，设置两个白 色LED11、12共有的阳极线和与各白色LED 11、12连接的两条阴极线。这些阳极线和两条 阴极线分别从端子A、K1、K2与设置在外部的电流控制部33(参照图2)连接。通过该电流 控制部33，分别独立地驱动构成白色发光装置20的光源部10的第一和第二白色LED 11、 12。此外，在图1中图示省略了覆盖蓝色LED芯片的荧光体层。作为在该实施例中使用的白色LED，例如纵横尺寸约为2. OX 1. 2mm的市售的表面 安装型LED封装(日亚化学工业株式会社制造；NESW007A)，指定取得发光色调为A区和C 区的白色LED。或者，可以取得上述型号的白色LED，利用上述的测量传感器工具，从中取得 在以额定的正向电流IOmA的点亮状态下发出A区的光的白色LED和发出C区的光的白色 LED来使用。本发明所涉及的白色发光装置要对两种白色LED的白色光进行混色而得到B区的 色度，参照图8所示的CIE色度图来对该关系进行说明。此外，各区的角的坐标值与图7B 相同。这里，第一白色LED构成为发出图8所示的CIE色度图上的A区的色度点PAl的白 色光LAl，第二白色LED构成为发出图8所示的C区的色度点PCl的白色光LCl。为了使基于第一和第二白色LED的发光色的混色与图8所示的点PDO —致，以点 PAl的白色光LAl的明度和点PCl的白色光LCl的明度进行加权，来调整明度，使得通过对 点PAl的色度坐标和点PCl的色度坐标进行加权平均后得到的值成为规定的色度坐标。此 外，点PDl是混色应达到的目标点，坐标值为(χ = 0. 307、y = 0. 315)，是上述B区的中央 的坐标。本实施例的白色LED的发光色的明度(明亮程度)的调整利用PWM控制进行，该 PWM控制由于色调变化少而被推荐，并且使驱动各LED芯片的正向电流恒定，变更脉冲宽度。接下来，说明本实施例的白色发光装置20中的混色的调整方法。图2是示出用于 驱动白色发光装置20的电路的一例的图。该电路中包含光源部10和作为电流控制单元的 电流控制部33。光源部10相当于图1所示的部分。在电流控制部33中，分别独立地设置 有用于控制在第一和第二白色LED 11、12中流动的电流的电流控制部。例如，在第一和第 二白色LED 11、12的每个当中，光源部10的两个阴极端子K1、K2上相互并联地连接有电流 调整电路21、22。另外，用于接通/断开各白色LED 11、12的晶体管T1、T2分别与电流调 整电路21、22连接。晶体管Tl、Τ2与接地GND连接。在电流调整电路21、22中，设置有例如运算放大器、晶体管和限流电阻Rl或限流 电阻R2。通过电流控制部33，在白色LED 11、12中分别流动规定的正向电流，利用PWM控 制方式，分别使晶体管T1、T2接通/断开，从而控制白色LED 11、12的点亮。这样的电流控 制部33作为电流控制单元起作用。接下来对用于使本实施例的白色发光装置20进行了混色后的发光色达到在色度 图上实际应达到的目标点的电流控制进行说明。图3是对第一和第二白色LED 11、12的点 亮时间进行PWM控制的时序图。首先，将脉冲的周期T设为10毫秒，利用电流调整电路21、22将驱动第一和第二 白色LED 11、12的电流设为额定10mA，将第一白色LED 11的点亮时间tl设为每个周期5毫秒，使白色发光装置20动作。此外，分别利用电流调整电路21、22设定白色LED 11,12 的驱动电流，利用晶体管Tl调整点亮时间tl。接下来，在白色发光装置20的发光面上方的、离开来自两个白色LED 11、12的发 光充分混合的距离的位置，或者在放置了散射板的其上方，设置测量传感器工具，开始白色 发光装置20的发光色的色度测量。这里，将周期T的几十倍以上的时间作为测量时间来开 始色度测量。然后，利用晶体管T2调整白色LED 12的每个周期的点亮时间T2，找出白色发光装 置20的发光的色度测量值与图8所示的B区的中央的点PDO (χ = 0. 307,y = 0. 315)基本 一致的点亮时间t2。这里，为了使由白色发光装置20进行了混色后的发光色的色度在CIE色度图上与 作为目标的B区的大致中央的坐标值的点PDO基本一致，利用由电流控制部33进行的PWM 控制，以占空比Dl = tl/T使第一白色LED 11点亮，并以占空比D2 = t2/T使第二白色LED 12点亮即可。此外，取决于所选择的与第一白色LED的发光色对应的A区内的坐标位置或与第 二白色LED的发光色对应的C区内的坐标位置，存在不能使其混色与点PDO —致的情况。 但是，由于可以与B区内的色度一致，因此能够充分满足解决本发明的技术问题的需要。另 外，因为所有附加等级的白色区以弓形连接A区+B区+C区，所以在选择了发出A区和C区 中的弓形的极端内侧的色度的光的白色LED的情况下，混色的色度坐标极有可能从B区稍 微偏离。这种情况下，只要判断该混色的色度是否可以容许即可。相对于仅选择发出比较窄的规定白色区的光的白色LED来抑制颜色不均的现有 的白色发光装置，本发明所涉及的白色发光装置还组合使用从作为产品提供的附加等级的 白色区中的规定白色区偏离的色度的发光色的白色LED。因此，根据本发明，可以通过削减 由于由蓝色LED芯片与YAG类荧光体构成的白色LED固有的色调的偏差而以前选择不用的 白色LED的数量，从而可以降低产品的成本。另外，根据本发明，可以制造如下的白色发光装置无需为了补偿作为白色LED的 缺点的色度偏差而新追加发出不同波长的光的LED芯片或不同种类的荧光物质或变更荧 光体的组成等现有技术所采用的繁杂的结构，就能够进行作为目标的规定白色区的发光。此外，作为白色发光装置20中的电流控制，可以进行驱动白色LED 11、12的电流 的大小的控制，来代替PWM方式的控制。电流大小的控制可以由电流调整电路21、22进行。 另外，也可以组合PWM方式的控制和电流大小的控制。另外，在上述实施例中，基于制造商提供的附加等级的白色区说明了白色LED的 发光的色度。但是，由蓝色LED芯片和YAG类荧光体构成的白色LED的发光的色度的分布， 在CIE色度图上也可以在图9所示的带状区66中分布得到蓝色LED芯片的蓝色发光区与 荧光体发光的黄色区之间的白色区。前面定义的基于JIS Z 8110标准的参考附图1(参照 图9)的典型白色区67，是扩展到附加等级的白色区(A区+B区+C区)65的外侧、并且将在 CIE色度图上从白色点的靠近蓝色侧的点(χ = 0. 23、y = 0. 21)到靠近黄色侧的点(χ = 0.41、y = 0.41)大致作为长轴的椭圆状的区域。本发明也可以用于白色LED 的发光色 分布于该典型白色区67内的色度的带状区66的白色LED。将发出在该附加等级的白色区的外侧的带状区66中从期望白色区(B区)偏向蓝色侧的色度的白光的白色LED作为第一白色LED，同样地，将发出在该附加等级的白色区的 外侧的带状区66中从期望色度区(B区)偏向黄色侧的色度的白光的白色LED作为第二白 色LED，与上述实施例同样相应地制造白色发光装置。并且，在第一白色LED的发光色是比 A区更偏向蓝色侧的白色区的色度的情况下，或者在第二白色LED的发光色是比C区更偏向 黄色侧的白色区的色度的情况下，也可以通过电流控制部33的PWM控制，同样地作为白色 发光装置20使其发光色度与B区内的色度一致。这样，在带状区66中的较宽区域中较宽地选择了第一或第二白色LED发光的色 度的情况下，来自两个白色LED的发光的混色的目标色度或者规定白色区不必一定限制在 B区内，只要在两个白色LED发光的色度点之间的中央区即可，该混色的色度点也可以移动 到B区的蓝色侧或黄色侧。这样，通过能够选择附加等级的白色区外侧的较宽区域的色度作为第一或第二白 色LED的发光色，可以进一步增加白色LED的可利用性，并且可以降低产品成本。[实施例2]实施例2涉及有效地驱动在实施例1的白色发光装置中使用的两个白色LED，从而 进一步提高将两者的发光色混色后的白色发光装置的明度的驱动电流的PWM控制。进而涉 及通过本实施例的PWM控制可以选择使用发光的色度在宽区域内分布的白色LED的白色发 光装置。此外，与实施例1同样地分别利用A区、C区内的色度来说明实施例2的第一和第 二白色LED的发光色。首先说明在CIE色度图上，在要使用的两个白色LED 11,12的发光的各自的色 度的坐标点到混色后的色度的目标点PDO的距离存在差异的情况下，调整由这两个白色 LED构成的白色发光装置的色度的电流控制。此时，优选选择第一白色LED 11和第二白色 LED12的额定电流下的发光光度大致相同白色LED。为了使光度一致，可以指定光度等级而 从制造商取得，或者各自进行驱动来测量光度进行选择。例如，如图10的CIE色度图所示，第一白色LED 11的发光色的色度LA2位于A区 的PA2，第二白色LED 12的发光色LC2的色度位于C区的PC2。以下说明将其调整到位于连 接这两个点PA2、PC2的线段上并且位于B区的大致中央的点PDO的色调的情况。为此，可以 调整各自的发光色的明度，使得利用其发光色LA2、LC2的明度对PA2、PC2的坐标进行加权 后的加权平均成为PDO的坐标值。在本实施例的情况下，如图10所示，因为距离(PA2-PD0) 之间与距离(PC2-PD0)之间的距离之比为1比2，所以通过将发光色LA2与LC2的明度之比 调整为与距离之比成反比的2比1，就使来自白色发光装置的混色的发光色大致成为点PDO 的色度。上述说明的是如图10所示第一白色LED的色度PA2、混色的目标色度点PDO和第 二白色LED的色度PC2在CIE色度图上大致位于同一直线上的情况。但是，它们即使不是 位于同一直线上，只要与距离(PA2-PD0)之间与距离(PC2-PD0)之间的距离成反比地设定 发光色LA2与LC2的明度，两者的发光色的混色就大致成为规定白色区(B区)的色度，而 是适当的。如果另外表达该混色的调整方法，则是使以离混色后的色度的目标点PDO近的色 度发光的白色LED的明度高于以离目标点PDO远的位置的色度发光的另一个白色LED的明 度。在对该两个白色LED选择了光度大致相同的白色LED的本实施例的白色发光装置中，使用电流控制部33，通过图2的电流调整电路21，持续供给恒定电流(不是脉冲电流)，作 为离目标点PDO更近的一个白色LED 11的驱动电流。在该状态下，通过PWM控制仅供给另 一个白色LED 12的驱动电流，按照与实施例1同样的方法决定其脉冲宽度t2，使得两个白 色LED的混色与目标色度一致(参照图11)。除了该图11所示的电流控制以外，利用电流控制部33将周期T设为100毫秒、将 tl(以白色LED 11的驱动电流进行了 PWM控制后的脉冲宽度)设为90毫秒、将t2设为45 毫秒时，混色大致为目标色度，但确认其明度是在图11的电流控制的情况下高。当然，使tl 与周期相同来连续驱动白色LED 11、将t2设定为tl的一半来驱动白色LED 12的设定也是 合适的。如果对以上的PWM控制中的脉冲宽度设定方法进行总结，则对于第一和第二白色 LED这两者，使用测量传感器工具预先测量各自发光的色度，算出在CIE色度图上到混色后 的目标色度点PDO的各自的距离。该距离短的一个白色LED的驱动电流以恒定电流供给。 或者，通过PWM控制进行电流供给的情况下，设定为使得其脉冲宽度P的占空比极大。另一 方面，用于驱动该距离长的一个的白色LED的脉冲宽度ρ相对于脉冲宽度P设定为与该距 离成反比的值是适当的。当然，也可以如实施例1那样，利用测量传感器工具对混色进行监 视的同时调整驱动到目标色度点的距离长的一个白色LED的脉冲宽度。在本实施例中，离点PDO近的白色LED 11的脉冲宽度tl与离点PDO远的白色LED 12的脉冲宽度t2之比(tl/t2)由于tl极大而可以更大地设定。这可以使距离(PC2-PD0) 相对于距离(PA2-PD0)变长，可以利用发出离混色目标点PDO更远的色度的光的白色LED。 这可以提高发出从规定白色区(B区)偏离的色度的光的白色LED的可利用性，降低取得白 色LED时的总成本。[实施例3]实施例3涉及使用了实施例1的白色发光装置20的线状照明装置50。参照图 12 图15对该线状照明装置50进行详细说明。本实施例的线状照明装置50用于照明图像读取装置中的纸面等原稿面。在该线 状照明装置50中，如图12所示，设置有由透明材料构成的棒状的导光体51和面向设置在 该导光体51的一个端部的入射面54配置的光源部10。光源部10经由端子导线62如实施 例1那样连接着电流控制部33 (在图12中未示出)。并且，在导光体51上设置有导光部 52，在导光体51的内表面上反射并同时在长度方向上引导从入射面54入射的光，以及出光 部53，具有用于使来自导光部52的光沿长度方向的线状射出的出光面。另外，如图13所示，将放射光源部10的光的放射面63的外形尺寸设计成有富裕 地收进导光体51的入射面54的外形内，从而使得来自光源部10的光可以没有浪费地从导 光体51的入射面54入射。例如，在放射光源部10的光的面一侧，如图13所示排列两个每 个的尺寸为1. 2mmX 2mm的白色LED，放射光源部10的光的面一侧的外形尺寸为2. 5mm(横 向)X2mm(纵向)。另一方面，图12所示的导光体51的入射面54的外形尺寸形成为 3. 5mm(W方向)X2. 5mm(H方向)。另外，是通过将光源部10的放射面63尽可能地靠近导 光体51的入射面54来配置，而使来自白色发光装置20的光没有浪费地入射到导光体51 的设计。此外，作为导光体51，例如可以使用与将3种波长(例如红、绿、蓝)的LED排列配置(配置位置不同)的用于三原色彩色光源的对应的导光体。即，可以使用设计用于线状 照明的导光体，在该导光体中，从波长不同的多个光源使光从入射面入射，针对各波长在导 光体内进行适当的反射和散射，各波长的输出沿长度方向均等地分布而出射。具有这样的 功能的导光体的详细情况公开于例如专利文献1中。因此，即使在用作光源的白色发光装置20的光源部10的两个白色LED 11、12之 间存在发光色的色调差异，并且两个发光中心点不是相同位置的情况下，并且即使在从白 色发光装置20到入射面54的距离短，在它们之间不能实现充分的混色的情况下，导光体51 也可以将来自入射面54的入射光充分地混色而射出均勻白度分布的线照明光。本发明的发明人按照以下的过程确认了本实施例的线状照明装置50的上述效 果。首先，如图14所示，将线状照明装置50组装到构成图像读取装置的接触型图像传感器 单元(以下简称为CIS单元)60中。此外，虽然没有图示，但白色发光装置20的电流控制 部33经由连接器61而连接。在该CIS单元60中，利用透镜阵列55使来自纸面原稿59的反射光在线传感器56 上成像。作为线传感器56，使用由用于接收红(R)、绿(G)、蓝(B)各色的光而进行光电转换 的直线的3列的像素列构成的线传感器(省略图示)。在该线传感器56中，在各像素列上 配置具有与RGB对应的透射波长区域的3种滤色片。因此，各像素列分别以对应于RGB各 色的分光灵敏度起作用。这样的传感器阵列记载在例如专利文献3等中。因此，该CIS单元60将来自纸面原稿59的白色的反射光分光成RGB各色，可以针 对在像素列的长度方向上排列的每个像素来测量照度。该每个像素的照度测量值表示为与 从作为导光体51上的长度方向上的一个端面的入射面侧到另一个端面对应的照度分布。接下来，将纸面原稿59替换为规定的标准用白色纸面后，与实施例1同样地利用 电流控制部33来驱动第一和第二白色LED 11、12这两者。然后针对线状照明装置50的照 明光测量RGB各色的相对照度，作为线方向的照度分布。此时，在两个白色LED 11、12中流 动的电流分别设定为10mA。在该照度分布的测量结果中，如图15所示，红色和绿色的相对 照度几乎为相同值，在长度方向上的分布为基本均勻的分布。另外，蓝色在长度方向上的分 布为基本均勻的分布，显示出比红色和绿色高的相对照度。在实施例3的线状照明装置50中使用的白色发光装置20的发光色在实施例1中 是调整成图7A的B区的色度的光源，蓝色的相对照度稍大。但是，红、绿、蓝的相对照度的 大小差可以利用控制CIS单元的图像读取装置中的数据处理部来调整。通过将来自实施例 1的白色发光装置20的发光取入导光体51而线状地对纸面进行照明的线状照明装置的优 点是，在导光体51中，来自两个白色LED的色调不同的发光色被充分混色。由蓝色LED芯 片和YAG类荧光体构成的白色LED的缺点是，在发光的光束周边黄色强等，在光束的中央和 周边存在颜色不均。在导光体51中将来自第一和第二白色LED的各发光色充分散射并混 色后，以线状的光束对原稿面进行照明，经由透镜阵列55由线传感器56接收其反射光并进 行光电转换后的输入如图15所示。如图15所示可以确认，虽然在RGB各色的相对照度中 存在差异(蓝色较大)，但来自原稿的反射光沿CIS单元的主扫描方向(从入射面侧到相反 面侧)各色都均勻地进行混色，成为基本恒定均质的相对照度。因此，本实施例的线状照明 装置是有效地利用实施例1的白色发光装置20的特性的发明。另外，使用实施例2的白色 发光装置也可以得到具有同样的效果的线状照明装置。
本发明所涉及的白色发光装置和线状照明装置被有效利用于图像扫描仪、传真机 或复印机等处理彩色的图像读取装置。
权利要求
1.一种白色发光装置，是图像读取装置中的白色发光装置，使用具有蓝色LED芯片和 荧光体的白色LED，其特征在于，具有光源部，使光轴大致沿同一方向地相邻配置有第一白色LED和第二白色LED，其中，所 述第一白色LED发出从CIE色度图的规定白色区偏向蓝色侧的色度的白光，所述第二白色 LED发出从所述规定白色区偏向黄色侧的色度的白光；和电流控制单元，分别独立地驱动所述第一和第二白色LED中的所述蓝色LED芯片，其中，所述电流控制单元对所述第一和第二白色LED中的至少一方的驱动电流进行 PWM控制，与从CIE色度图上的目标色度点到所述第一白色LED发光的色度点的距离和从所 述目标色度点到所述第二白色LED发光的色度点的距离成反比，设定用于驱动所述第一和 第二白色LED的各自的脉冲宽度，由此将来自所述第一和第二白色LED的发光的混色调整成所述规定白色区的色度。
2.一种白色发光装置，是图像读取装置中的白色发光装置，使用具有蓝色LED芯片和 荧光体的白色LED，其特征在于，具有光源部，使光轴大致沿同一方向地相邻配置有第一白色LED和第二白色LED，其中，所 述第一白色LED发出从CIE色度图的规定白色区偏向蓝色侧的色度的白光，所述第二白色 LED发出从所述规定白色区偏向黄色侧的色度的白光；和电流控制单元，分别独立地驱动所述第一和第二白色LED中的所述蓝色LED芯片，其中，所述电流控制单元对所述第一和第二白色LED中的、发出离所述CIE色度图上的 目标色度点近的色度的白色的一个白色LED持续供给恒定电流，对另一个白色LED供给进 行了 PWM控制后的电流，将所述PWM控制的占空比设定成与所述CIE色度图上的所述一个白色LED的色度与所 述目标色度点之间的距离和所述另一个白色LED的色度与所述目标色度点之间的距离成 反比的值，由此将来自所述第一和第二白色LED的发光的混色调整成所述规定白色区的色度。
3.一种线状照明装置，其特征在于，使从光源入射的光在棒状导光体的内表面反射，同时使其从沿长度方向设置的出光面 射出，其中，所述光源面向设置在由透明部件构成的棒状导光体的长度方向上的端面上的 入射面而配置，所述光源是权利要求1所述的白色发光装置。
4.一种线状照明装置，其特征在于，使从光源入射的光在棒状导光体的内表面反射，同时使其从沿长度方向设置的出光面 射出，其中，所述光源面向设置在由透明部件构成的棒状导光体的长度方向上的端面上的 入射面而配置，所述光源是权利要求2所述的白色发光装置。
5.如权利要求3所述的线状照明装置，其特征在于，放射所述白色发光装置的光的放射面的外形是收进导光体的入射面的外形内的尺寸。
6.如权利要求4所述的线状照明装置，其特征在于，放射所述白色发光装置的光的放射面的外形是收进导光体的入射面的外形内的尺寸。
全文摘要
本发明提供一种图像读取装置中的白色发光装置和使用它的线状照明装置，组合构成从期望的白色度偏离而发光的白色LED，对其发光色进行混色，发出期望色度的光。白色发光装置(20)具有光源部，使光轴大致沿同一方向相邻地配置有第一白色LED(11)和第二白色LED(12)，其中，第一白色LED发出从CIE色度图的规定白色区偏向蓝色侧的色度的白光，第二白色LED发出从所述规定白色区偏向黄色侧的色度的白光；和电流控制单元，分别独立地驱动所述第一和第二白色LED中的所述蓝色LED芯片，利用所述电流控制单元将来自所述第一和第二白色LED(11、12)的发光的混色调整成所述规定白色区的色度。
文档编号F21V23/00GK101994959SQ20101025457
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月11日 优先权日2009年8月11日
发明者开发隆弘, 浅井正三 申请人:佳能组件股份有限公司