JP2016047630A - Optical element apparatus, optical writing head, image formation apparatus, and manufacturing method of optical element chip - Google Patents

Optical element apparatus, optical writing head, image formation apparatus, and manufacturing method of optical element chip Download PDF

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英介 黒木
Eisuke Kuroki
英介 黒木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical element apparatus having small variation in characteristics for each microlens which constitutes a microlens array, an optical writing head including the optical element apparatus, an image formation apparatus including the optical writing head, and a manufacturing method of an optical element chip.SOLUTION: An LED array apparatus 100 comprises: an LED array chip 110 having a substrate 111, an LED array 114, and a microlens array 115; and an LED array chip 120 having a substrate 121, an LED array 124, and a microlens array 125. The substrate 111 and the substrate 121 are disposed so as to be adjacent to each other. A microlens 113 disposed closest to the substrate 121 comprises a projection 113a projecting from an end side 111b, which faces the substrate 121, of the substrate 111 toward the substrate 121.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光学素子とマイクロレンズとを備えた光学素子装置、この光学素子装置を含む光書き込みヘッド、この光書き込みヘッドを含む画像形成装置、及び光学素子チップの製造方法に関する。   The present invention relates to an optical element device including an optical element and a microlens, an optical writing head including the optical element device, an image forming apparatus including the optical writing head, and an optical element chip manufacturing method.

従来、画像形成装置の光書き込みヘッドの光学素子装置としてのLEDアレイ装置は、基板上に光学素子アレイとしてのLEDアレイを形成し、LEDアレイを覆うように基板上にマイクロレンズアレイを形成し、ダイシングブレードを用いたダイシングによってマイクロレンズアレイ及び基板を分割して複数の光学素子チップとしての複数のLEDアレイチップを形成し、複数のLEDアレイチップをベース部材上に配列することによって、形成されていた(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, an LED array device as an optical element device of an optical writing head of an image forming apparatus forms an LED array as an optical element array on a substrate, and forms a microlens array on the substrate so as to cover the LED array, The micro lens array and the substrate are divided by dicing using a dicing blade to form a plurality of LED array chips as a plurality of optical element chips, and the plurality of LED array chips are arranged on a base member. (For example, see Patent Document 1).

特開2007−276183号公報(例えば、図1、図3、図6)JP 2007-276183 A (for example, FIG. 1, FIG. 3, FIG. 6)

しかしながら、上記従来の光学素子装置の製造においては、基板上にマイクロレンズアレイを形成した後にダイシングを行うので、ダイシングによってLEDアレイチップの端部のマイクロレンズの一部が除去されることがあった。また、ダイシングによってLEDアレイチップの端部のマイクロレンズにチッピングが発生することがあった。これらの理由から、マイクロレンズアレイを構成する複数のマイクロレンズの中に、形状が異なる(その結果、特性が異なる)マイクロレンズが存在することになり、光学素子としてのLEDから出射しマイクロレンズを透過した出射光の光量ばらつき(すなわち、マイクロレンズ毎の特性ばらつき)が発生するという問題があった。   However, in the manufacture of the conventional optical element device, since dicing is performed after the microlens array is formed on the substrate, a part of the microlens at the end of the LED array chip may be removed by dicing. . In addition, chipping may occur in the microlens at the end of the LED array chip due to dicing. For these reasons, there are microlenses having different shapes (resulting in different characteristics) among the plurality of microlenses constituting the microlens array, and the microlenses are emitted from the LEDs as optical elements. There has been a problem in that a variation in the amount of transmitted outgoing light (that is, a variation in characteristics for each microlens) occurs.

また、LEDから出射しマイクロレンズを透過した出射光の光量ばらつきを抑制するために、LEDアレイチップの端部のLEDの位置だけをLEDアレイチップの中心側に少しずらす提案がある(例えば、特許文献1参照)。しかし、このような対策を採用したとしても、LEDアレイチップの端部のマイクロレンズの形状が他のマイクロレンズと異なる場合には、光量ばらつきの抑制(すなわち、マイクロレンズ毎の特性ばらつきの補償)が不十分であるという問題があった。   In addition, there is a proposal to slightly shift the position of the LED at the end of the LED array chip toward the center side of the LED array chip in order to suppress variations in the amount of light emitted from the LED and transmitted through the microlens (for example, patents) Reference 1). However, even if such a countermeasure is adopted, if the shape of the microlens at the end of the LED array chip is different from that of other microlenses, suppression of variation in the amount of light (that is, compensation for variation in characteristics of each microlens) There was a problem that was insufficient.

同様に、光学素子装置が受光素子を備えた受光素子装置(例えば、ラインセンサ)である場合には、マイクロレンズ毎の特性ばらつきによって、マイクロレンズを透過して受光素子に入射する入射光の光量ばらつき(すなわち、マイクロレンズ毎の特性ばらつき)が発生するという問題があった。   Similarly, when the optical element device is a light-receiving element device (for example, a line sensor) including a light-receiving element, the amount of incident light that is transmitted through the microlens and incident on the light-receiving element due to characteristic variation for each microlens. There has been a problem that variation (that is, characteristic variation for each microlens) occurs.

そこで、本発明の目的は、マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズ毎の特性ばらつきが小さい光学素子装置、この光学素子装置を含む光書き込みヘッド、この光書き込みヘッドを含む画像形成装置、及び光学素子チップの製造方法を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical element device with small variation in characteristics for each microlens constituting the microlens array, an optical writing head including the optical element device, an image forming apparatus including the optical writing head, and an optical element chip. It is to provide a manufacturing method.

本発明に係る光学素子装置は、第1の基板と、前記第1の基板上に配置された複数の光学素子を含む第1の光学素子アレイと、前記第1の基板上に前記第1の光学素子アレイを覆うように形成された複数の第1のマイクロレンズを含む第1のマイクロレンズアレイと、を有する第1の光学素子チップと、第2の基板と、前記第2の基板上に配置された複数の光学素子を含む第2の光学素子アレイと、前記第2の基板上に前記第2の光学素子アレイを覆うように形成された複数の第2のマイクロレンズを含む第2のマイクロレンズアレイと、を有する第2の光学素子チップと、を備え、前記第1の基板と前記第2の基板とは、互いに隣り合うように配置され、前記複数の第1のマイクロレンズのうちの前記第2の基板に最も近い位置に配置された第1のマイクロレンズは、前記第1の基板の前記第2の基板に対向する端辺から前記第2の基板に向けて突き出た第1の突出部を有することを特徴としている。   An optical element device according to the present invention includes a first substrate, a first optical element array including a plurality of optical elements disposed on the first substrate, and the first optical element on the first substrate. A first optical element chip having a first microlens array including a plurality of first microlenses formed so as to cover the optical element array; a second substrate; and a second substrate on the second substrate. A second optical element array including a plurality of optical elements disposed; and a second optical element array including a plurality of second microlenses formed on the second substrate so as to cover the second optical element array. A second optical element chip having a microlens array, wherein the first substrate and the second substrate are disposed adjacent to each other, and the plurality of first microlenses are Arranged at a position closest to the second substrate First microlens is characterized in that it has a first protrusion protruding toward the end side to the second substrate facing the second substrate of the first substrate.

また、本発明に係る光書き込みヘッドは、前記第1の光学素子アレイ及び前記第2の光学素子アレイが発光素子アレイである前記光学素子装置を有することを特徴としている。   The optical writing head according to the present invention includes the optical element device in which the first optical element array and the second optical element array are light emitting element arrays.

また、本発明に係る画像形成装置は、前記光書き込みヘッドを有することを特徴としている。   In addition, an image forming apparatus according to the present invention includes the optical writing head.

また、本発明に係る光学素子チップの製造方法は、基板の主面上に、複数の光学素子を配置する工程と、前記基板の前記主面に溝を形成して、前記基板から、前記複数の光学素子の一部によって形成された第1の光学素子アレイが配置された第1の基板用の部分と前記複数の光学素子の他の一部によって形成された第2の光学素子アレイが配置された第2の基板用の部分とを形成する工程と、前記第1の光学素子アレイ及び前記第2の光学素子アレイを覆い、且つ、前記溝の上部を覆う、マイクロレンズ形成用のレジストフィルムを配置する工程と、フォトリソグラフィを用いて、前記レジストフィルムから前記第1の光学素子アレイ上に複数の第1のマイクロレンズを含む第1のマイクロレンズアレイを形成し、前記第2の光学素子アレイ上に複数の第2のマイクロレンズを含む第2のマイクロレンズアレイを形成する工程と、前記溝の位置において前記基板を分割することによって、前記第1の基板用の部分からなる第1の基板と前記第1の光学素子アレイと前記第1のマイクロレンズアレイとを有する第1の光学素子チップと、前記第2の基板用の部分からなる第2の基板と前記第2の光学素子アレイと前記第2のマイクロレンズアレイとを有する第2の光学素子チップと、を形成する工程と、を有することを特徴としている。   The method for manufacturing an optical element chip according to the present invention includes a step of disposing a plurality of optical elements on a main surface of a substrate, and forming a groove on the main surface of the substrate. A portion for the first substrate on which the first optical element array formed by a part of the optical elements is disposed, and a second optical element array formed by another part of the plurality of optical elements is disposed Forming a second substrate portion, and a microlens-forming resist film that covers the first optical element array and the second optical element array and covers the upper portion of the groove And forming a first microlens array including a plurality of first microlenses on the first optical element array from the resist film using photolithography, and the second optical element array Forming a second microlens array including a plurality of second microlenses, and dividing the substrate at the position of the groove to thereby form a first substrate comprising a portion for the first substrate A first optical element chip having the first optical element array and the first microlens array; a second substrate comprising a portion for the second substrate; the second optical element array; And a step of forming a second optical element chip having a second microlens array.

本発明に係る光学素子装置によれば、マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズ毎の特性のばらつきを小さくすることができるので、光学素子装置の長手方向における特性を略均一にすることができる。   According to the optical element device of the present invention, it is possible to reduce the variation in characteristics of each microlens constituting the microlens array, so that the characteristics in the longitudinal direction of the optical element device can be made substantially uniform.

本発明に係る光書き込みヘッドによれば、マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズ毎の特性のばらつきを小さくすることができるので、マイクロレンズアレイを透過した出射光の光量のばらつきを小さくすることができる。   According to the optical writing head according to the present invention, it is possible to reduce the variation in characteristics of each microlens constituting the microlens array, and thus it is possible to reduce the variation in the amount of emitted light transmitted through the microlens array. .

本発明に係る画像形成装置によれば、光書き込みヘッドの光学素子装置のマイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズ毎の特性のばらつきを小さくすることができるので、形成される画像の品質を向上させることができる。   According to the image forming apparatus of the present invention, it is possible to reduce the variation in characteristics of each microlens constituting the microlens array of the optical element device of the optical writing head, thereby improving the quality of the formed image. Can do.

本発明に係る光学素子チップの製造方法によれば、簡単なプロセスによって、マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズ毎の特性のばらつきの小さい光学素子チップを製造することができる。   According to the method for manufacturing an optical element chip according to the present invention, an optical element chip having a small variation in characteristics for each microlens constituting the microlens array can be manufactured by a simple process.

本発明の実施の形態1に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置の構成を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly the structure of the LED array apparatus as an optical element apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1に示されるLEDアレイ装置の要部の構成を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly the structure of the principal part of the LED array apparatus shown by FIG. 図1に示されるLEDアレイ装置の要部の構成を概略的に示す側面図である。It is a side view which shows roughly the structure of the principal part of the LED array apparatus shown by FIG. 実施の形態1の第1変形例に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置の要部の構成を概略的に示す側面図である。FIG. 10 is a side view schematically showing a configuration of a main part of an LED array device as an optical element device according to a first modification of the first embodiment. 実施の形態1の第2変形例に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置の要部の構成を概略的に示す側面図である。FIG. 11 is a side view schematically showing a configuration of a main part of an LED array device as an optical element device according to a second modification example of the first embodiment. 実施の形態1の第3変形例に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置の構成を概略的に示す平面図である。FIG. 11 is a plan view schematically showing a configuration of an LED array device as an optical element device according to a third modification example of the first embodiment. 実施の形態1の第4変形例に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置の構成を概略的に示す平面図である。FIG. 12 is a plan view schematically showing a configuration of an LED array device as an optical element device according to a fourth modification example of the first embodiment. 実施の形態1の第5変形例に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置の構成を概略的に示す平面図である。FIG. 10 is a plan view schematically showing a configuration of an LED array device as an optical element device according to a fifth modification example of the first embodiment. 本発明の実施の形態2に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置の製造方法の第1工程を概略的に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows roughly the 1st process of the manufacturing method of the LED array apparatus as an optical element apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 実施の形態2に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置の製造方法の第2工程を概略的に示す縦断面図である。12 is a longitudinal sectional view schematically showing a second step of the method of manufacturing the LED array device as the optical element device according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態2に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置の製造方法の第3工程を概略的に示す縦断面図である。FIG. 10 is a longitudinal sectional view schematically showing a third step of the method for manufacturing the LED array device as the optical element device according to the second embodiment. 実施の形態2に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置の製造方法の第4工程を概略的に示す縦断面図である。FIG. 10 is a longitudinal sectional view schematically showing a fourth step of the method of manufacturing the LED array device as the optical element device according to the second embodiment. 実施の形態2に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置の製造方法の第5工程を概略的に示す縦断面図である。FIG. 10 is a longitudinal sectional view schematically showing a fifth step of the method of manufacturing the LED array device as the optical element device according to the second embodiment. 実施の形態2に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置の製造方法の第6工程を概略的に示す縦断面図である。FIG. 10 is a longitudinal sectional view schematically showing a sixth step of the method for manufacturing the LED array device as the optical element device according to the second embodiment. (a)及び(b)は、本発明の実施の形態3に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置の構成を概略的に示す平面図及び側面図である。(A) And (b) is the top view and side view which show roughly the structure of the LED array apparatus as an optical element apparatus based on Embodiment 3 of this invention. 実施の形態3の第1変形例に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置の構成を概略的に示す平面図である。FIG. 11 is a plan view schematically showing a configuration of an LED array device as an optical element device according to a first modification example of Embodiment 3. 実施の形態3の第2変形例に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置の構成を概略的に示す平面図である。FIG. 10 is a plan view schematically showing a configuration of an LED array device as an optical element device according to a second modification example of the third embodiment. (a)及び(b)は、本発明の実施の形態4に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置の構成を概略的に示す平面図及び側面図である。(A) And (b) is the top view and side view which show roughly the structure of the LED array apparatus as an optical element apparatus based on Embodiment 4 of this invention. (a)及び(b)は、実施の形態4の第1変形例に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置の構成を概略的に示す平面図及び側面図である。(A) And (b) is the top view and side view which show roughly the structure of the LED array apparatus as an optical element apparatus which concerns on the 1st modification of Embodiment 4. FIG. 実施の形態4の第2変形例に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置の構成を概略的に示す平面図である。FIG. 16 is a plan view schematically showing a configuration of an LED array device as an optical element device according to a second modification example of the fourth embodiment. 実施の形態4の第3変形例に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置の構成を概略的に示す平面図である。FIG. 16 is a plan view schematically showing a configuration of an LED array device as an optical element device according to a third modification example of the fourth embodiment. (a)及び(b)は、本発明の実施の形態5に係る光書き込みヘッドの構成を概略的に示す側面図及び平面図である。(A) And (b) is the side view and top view which show schematically the structure of the optical writing head based on Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態6に係る画像形成装置の構成を概略的に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows schematically the structure of the image forming apparatus which concerns on Embodiment 6 of this invention. 光学素子の変形例を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows the modification of an optical element roughly. 光学素子アレイの変形例を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly the modification of an optical element array. (a)及び(b)は、マイクロレンズの変形例を概略的に示す側面図及び平面図である。(A) And (b) is the side view and top view which show schematically the modification of a micro lens.

以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、各図に示されるxyz直交座標系において、x軸は、光学素子装置の長手方向を示し、y軸は、光学素子装置の長手方向に直交する光学素子装置の短手方向を示し、z軸は、x軸及びy軸の両方に直交する光学素子装置の厚み方向を示す。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the xyz orthogonal coordinate system shown in each drawing, the x-axis indicates the longitudinal direction of the optical element device, the y-axis indicates the short direction of the optical element device perpendicular to the longitudinal direction of the optical element device, and z The axis indicates the thickness direction of the optical element device orthogonal to both the x-axis and the y-axis.

《実施の形態1》
図1は、本発明の実施の形態1に係る光学素子装置としての発光素子装置(「LEDアレイ装置」とも言う。)100の構成を概略的に示す平面図である。図2は、図1に示されるLEDアレイ装置100の要部の構成を概略的に示す平面図であり、図3は、図1に示されるLEDアレイ装置100の要部の構成を概略的に示す側面図である。
Embodiment 1
FIG. 1 is a plan view schematically showing a configuration of a light emitting element device (also referred to as “LED array device”) 100 as an optical element device according to Embodiment 1 of the present invention. 2 is a plan view schematically showing the configuration of the main part of the LED array device 100 shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic view of the configuration of the main part of the LED array device 100 shown in FIG. FIG.

図1から図3に示されるように、LEDアレイ装置100は、複数の光学素子チップとしての複数の発光素子チップ(「LEDアレイチップ」とも言う。)をベース部材(図2における100a)上に並べて固定(例えば、接着)することによって構成される。図1から図3には、複数のLEDアレイチップとして、第1の光学素子チップとしての第1の発光素子チップ(「LEDアレイチップ」とも言う。)110と第2の光学素子チップとしての第2の発光素子チップ(「LEDアレイチップ」とも言う。)120とを示している。ただし、複数のLEDアレイチップの個数は、2個以上であれば何個であってもよい。一般に、LEDアレイ装置100に備えられる複数のLEDアレイチップの個数は、192〜300個の範囲内である。以下の説明においては、複数のLEDアレイチップの代表例として、LEDアレイチップ110とLEDアレイチップ120について説明するが、他のLEDアレイチップもこれらと同様の構成を有し、同様に配列されている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the LED array device 100 includes a plurality of light emitting element chips (also referred to as “LED array chips”) as a plurality of optical element chips on a base member (100 a in FIG. 2). It is configured by fixing them side by side (for example, bonding). 1 to 3, as a plurality of LED array chips, a first light emitting element chip (also referred to as “LED array chip”) 110 as a first optical element chip and a second optical element chip as a first optical element chip. 2 light emitting element chips (also referred to as “LED array chips”) 120. However, the number of LED array chips may be any number as long as it is two or more. In general, the number of the plurality of LED array chips provided in the LED array device 100 is in the range of 192 to 300. In the following description, the LED array chip 110 and the LED array chip 120 will be described as representative examples of a plurality of LED array chips. However, the other LED array chips have the same configuration and are arranged in the same manner. Yes.

図1から図3に示されるように、LEDアレイチップ110は、基板(第1の基板)111と、第1の光学素子アレイとしての第1の発光素子アレイ(「LEDアレイ」とも言う。)114と、複数のマイクロレンズ(第1のマイクロレンズ)113を含むマイクロレンズアレイ(第1のマイクロレンズアレイ)115とを有している。LEDアレイ114は、基板111の主面111a上に配置された複数の第1の光学素子としての複数の第1の発光素子(「LED」とも言う。)112を含む。複数のマイクロレンズ113は、互いに同じ材料によって、同じ形状に形成されており、光学的に同じ特性を有することが望ましい。マイクロレンズ113は、集光レンズである。図3には、マイクロレンズ113が、半球状レンズである場合を例示しているが、マイクロレンズ113の形状は図3の例に限定されない。   As shown in FIGS. 1 to 3, the LED array chip 110 includes a substrate (first substrate) 111 and a first light emitting element array (also referred to as “LED array”) as a first optical element array. 114 and a microlens array (first microlens array) 115 including a plurality of microlenses (first microlenses) 113. The LED array 114 includes a plurality of first light emitting elements (also referred to as “LEDs”) 112 as a plurality of first optical elements disposed on the major surface 111 a of the substrate 111. The plurality of microlenses 113 are formed of the same material and have the same shape, and desirably have the same optical characteristics. The micro lens 113 is a condenser lens. Although FIG. 3 illustrates the case where the microlens 113 is a hemispherical lens, the shape of the microlens 113 is not limited to the example of FIG.

また、図1から図3に示されるように、LEDアレイチップ120は、基板(第2の基板)121と、第2の光学素子アレイとしての第2の発光素子アレイ(「LEDアレイ」とも言う。)124と、複数のマイクロレンズ(第2のマイクロレンズ)123を含むマイクロレンズアレイ(第2のマイクロレンズアレイ)125とを有している。LEDアレイ124は、基板121の主面121a上に配置された複数の第2の光学素子としての複数の第2の発光素子(「LED」とも言う。)122を含む。複数のマイクロレンズ123は、互いに同じ材料によって、同じ形状に形成されており、光学的に同じ特性を有することが望ましい。また、マイクロレンズ123は、マイクロレンズ113と互いに同じ材料によって、同じ形状に形成されており、光学的に同じ特性を有することが望ましい。マイクロレンズ123は、集光レンズである。図3には、マイクロレンズ123が、半球状レンズである場合を例示しているが、マイクロレンズ123の形状は図3の例に限定されない。   As shown in FIGS. 1 to 3, the LED array chip 120 is also referred to as a substrate (second substrate) 121 and a second light-emitting element array (“LED array”) as a second optical element array. .) 124 and a microlens array (second microlens array) 125 including a plurality of microlenses (second microlenses) 123. The LED array 124 includes a plurality of second light emitting elements (also referred to as “LEDs”) 122 as a plurality of second optical elements arranged on the main surface 121 a of the substrate 121. The plurality of microlenses 123 are formed of the same material and have the same shape, and desirably have the same optical characteristics. In addition, the microlens 123 is formed in the same shape with the same material as the microlens 113 and desirably has the same optical characteristics. The micro lens 123 is a condenser lens. Although FIG. 3 illustrates the case where the microlens 123 is a hemispherical lens, the shape of the microlens 123 is not limited to the example of FIG.

基板111及び121は、略長方形の主面111a及び121aを有し、主面111a及び121aに直交する方向(z軸に平行な厚み方向)に所定の厚さを有する。主面111a及び121aは、長手方向(x方向)に延びる1対の長辺と、長手方向に直交する短手方向(y方向)に延びる1対の短辺とを有する。1つのLEDアレイチップの長手方向(x方向)の長さは、例えば、9mmである。基板111及び121の各々に備えられるLEDの数は、例えば、26個である。ただし、複数のLEDアレイチップの数、基板111又は121として図示される基板のサイズは、上記の例に限られず、それぞれ任意の数及びサイズを採用することができる。   The substrates 111 and 121 have substantially rectangular main surfaces 111a and 121a, and have a predetermined thickness in a direction orthogonal to the main surfaces 111a and 121a (thickness direction parallel to the z-axis). Main surfaces 111a and 121a have a pair of long sides extending in the longitudinal direction (x direction) and a pair of short sides extending in the short direction (y direction) orthogonal to the longitudinal direction. The length in the longitudinal direction (x direction) of one LED array chip is, for example, 9 mm. The number of LEDs provided on each of the substrates 111 and 121 is, for example, 26. However, the number of the plurality of LED array chips and the size of the substrate illustrated as the substrate 111 or 121 are not limited to the above example, and any number and size can be employed.

基板111又は121は、例えば、半導体基板、セラミック基板、ガラス基板、ガラスエポキシ基板、金属基板、及び、プラスチック基板のうちのいずれかの基板で構成することができる。半導体基板は、例えば、Si、GaAs、GaP、InP、GaN、及びZnOのうちのいずれかを主要な材料とすることができる。セラミック基板は、例えば、AlN又はAlを主要な材料とすることができる。金属基板は、例えば、Cu又はAlを主要な材料とすることができる。 The substrate 111 or 121 can be formed of, for example, any one of a semiconductor substrate, a ceramic substrate, a glass substrate, a glass epoxy substrate, a metal substrate, and a plastic substrate. For example, any of Si, GaAs, GaP, InP, GaN, and ZnO can be used as the main material of the semiconductor substrate. The ceramic substrate can be made mainly of, for example, AlN or Al 2 O 3 . The metal substrate can be made of, for example, Cu or Al as a main material.

図1から図3に示されるように、実施の形態1において、互いに隣り合う複数の基板、例えば、基板111と基板121とは、LEDアレイ装置100の長手方向(x方向)に並べて配置されている。実施の形態1において、LEDアレイ装置100の長手方向は、マイクロレンズアレイ115の長手方向(複数のマイクロレンズ113の配列方向)及びマイクロレンズアレイ125の長手方向(複数のマイクロレンズ123の配列方向)に一致する。また、実施の形態1において、互いに隣り合う複数の基板、例えば、基板111と基板121とは、互いに隣り合う側面の間に、所定の距離の間隙G1が設けられている。   As shown in FIGS. 1 to 3, in the first embodiment, a plurality of substrates adjacent to each other, for example, the substrate 111 and the substrate 121 are arranged in the longitudinal direction (x direction) of the LED array device 100. Yes. In the first embodiment, the longitudinal direction of the LED array device 100 is the longitudinal direction of the microlens array 115 (arrangement direction of the plurality of microlenses 113) and the longitudinal direction of the microlens array 125 (arrangement direction of the plurality of microlenses 123). Matches. In the first embodiment, a plurality of substrates adjacent to each other, for example, the substrate 111 and the substrate 121, are provided with a gap G1 of a predetermined distance between side surfaces adjacent to each other.

実施の形態1においては、1つのLED112が1つのマイクロレンズ113によって覆われており、1つのLED122が1つのマイクロレンズ123によって覆われている。しかし、複数のLEDを1つのマイクロレンズで覆うように構成してもよい。LED112及びLED122の各々は、例えば、LEDエピタキシャルフィルムとして形成されたLEDを用いることができる。この場合、1枚のLEDエピタキシャルフィルムに1個のLED(発光部)を有するものを用いてよいし、複数のLED(発光部)を有するものを用いてもよい。LEDエピタキシャルフィルムの厚さは、数μm、例えば、2μm程度である。   In Embodiment 1, one LED 112 is covered with one microlens 113, and one LED 122 is covered with one microlens 123. However, you may comprise so that several LED may be covered with one microlens. As each of the LED 112 and the LED 122, for example, an LED formed as an LED epitaxial film can be used. In this case, what has one LED (light emission part) in one LED epitaxial film may be used, and what has several LED (light emission part) may be used. The thickness of the LED epitaxial film is several μm, for example, about 2 μm.

また、図1から図3に示されるように、実施の形態1において、基板111に備えられた複数のマイクロレンズ113のうちの基板121に最も近い位置に配置された端部のマイクロレンズ113は、基板111の基板121に対向する端辺111bから基板121に向けて突き出た突出部113aを有している。また、基板121に備えられた複数のマイクロレンズ123のうちの基板111に最も近い位置に配置された端部のマイクロレンズ123は、基板121の基板111に対向する端辺121bから基板111に向けて突き出た突出部123aを有している。なお、図1から図3には、基板111の左側の端部及び基板121の右側の端部を示していないが、基板111の左側の端部にも突出部113aと同様の突出部を備え、基板121の右側の端部にも突出部123aと同様の突出部を備えることができる。突出部113a及び突出部123aの製造工程は、実施の形態2において説明する。   As shown in FIGS. 1 to 3, in the first embodiment, among the plurality of microlenses 113 provided on the substrate 111, the end microlens 113 arranged at the position closest to the substrate 121 is The substrate 111 has a protruding portion 113 a protruding toward the substrate 121 from the end 111 b facing the substrate 121. In addition, among the plurality of microlenses 123 provided in the substrate 121, the end microlens 123 disposed at the position closest to the substrate 111 is directed from the end 121 b of the substrate 121 facing the substrate 111 toward the substrate 111. It has the protrusion part 123a which protruded. 1 to 3 do not show the left end portion of the substrate 111 and the right end portion of the substrate 121, the left end portion of the substrate 111 is also provided with a protruding portion similar to the protruding portion 113a. The right end of the substrate 121 can also be provided with a protrusion similar to the protrusion 123a. The manufacturing process of the protrusion 113a and the protrusion 123a will be described in Embodiment 2.

また、図1から図3に示されるように、実施の形態1においては、複数のマイクロレンズ113と複数のマイクロレンズ123とを含む複数のマイクロレンズは、基板111の長手方向(基板121の長手方向であり、x方向である。)に等ピッチに配列されている。実施の形態1においては、複数のマイクロレンズ113は、所定方向、すなわち、x方方向に直線状に配列されており、複数のマイクロレンズ123は、所定方向、すなわち、x方向に直線状に配列されており、マイクロレンズアレイ115とマイクロレンズアレイ125とは、所定方向、すなわち、x方向に直線状且つ1列に配列されている。これを言い換えると、主面111a及び121a上におけるマイクロレンズの各々の中心位置C1の間の距離L1が等しくなるように(したがって、隣接するマイクロレンズの距離L2が等しくなるように)、複数のLEDアレイチップが配列されている。この場合において、複数のLEDアレイチップの主面111a及び121a上に配列された複数のLEDが等ピッチで直線状に並ぶように、複数のLEDアレイチップが配列されていることが望ましい。このように、複数のマイクロレンズをLEDアレイ装置100の長手方向において等ピッチに配列することにより、LEDアレイ装置100のLED112,122から放射されマイクロレンズ113,123を透過して出射される出射光の光量を、LEDアレイ装置100の長手方向において略均一にすることができる。   1 to 3, in the first embodiment, the plurality of microlenses including the plurality of microlenses 113 and the plurality of microlenses 123 are arranged in the longitudinal direction of the substrate 111 (the length of the substrate 121). In the x direction). In the first embodiment, the plurality of microlenses 113 are arranged linearly in a predetermined direction, that is, the x direction, and the plurality of microlenses 123 are arranged linearly in a predetermined direction, that is, the x direction. The microlens array 115 and the microlens array 125 are linearly arranged in a predetermined direction, that is, in the x direction, and arranged in a line. In other words, the plurality of LEDs are arranged such that the distance L1 between the center positions C1 of the microlenses on the main surfaces 111a and 121a is equal (and therefore the distance L2 between adjacent microlenses is equal). Array chips are arranged. In this case, it is desirable that the plurality of LED array chips are arranged so that the plurality of LEDs arranged on the main surfaces 111a and 121a of the plurality of LED array chips are arranged in a straight line at an equal pitch. In this way, by arranging a plurality of microlenses at an equal pitch in the longitudinal direction of the LED array device 100, emitted light emitted from the LEDs 112 and 122 of the LED array device 100 and transmitted through the microlenses 113 and 123. Can be made substantially uniform in the longitudinal direction of the LED array device 100.

以上に説明したように、実施の形態1に係るLEDアレイ装置100は、LEDアレイチップ110の長手方向における端部に配置されているマイクロレンズ113の突出部113aが、基板111の主面111aの端辺111bよりも外側に突き出るように、且つ、LEDアレイチップ120の長手方向における端部に配置されているマイクロレンズ123の突出部123aが、基板121の主面121aの端辺121bよりも外側に突き出るように形成されている。このため、マイクロレンズ毎の特性ばらつきが小さくなり、LEDから出射しマイクロレンズを透過した出射光の光量の均一性を高めることができる。   As described above, in the LED array device 100 according to Embodiment 1, the protruding portion 113a of the microlens 113 arranged at the end portion in the longitudinal direction of the LED array chip 110 is formed on the main surface 111a of the substrate 111. The protruding portion 123a of the microlens 123 arranged at the end in the longitudinal direction of the LED array chip 120 so as to protrude outward from the end 111b is outside the end 121b of the main surface 121a of the substrate 121. It is formed to protrude. For this reason, the characteristic variation for every microlens becomes small, and the uniformity of the light quantity of the emitted light which radiate | emitted from LED and permeate | transmitted the microlens can be improved.

また、実施の形態1に係るLEDアレイ装置100においては、基板111及び基板121の主面111a及び121a上に配列された複数のマイクロレンズを、LEDアレイ装置100の長手方向において等ピッチで直線状に配列することができる。このため、LEDアレイ装置100からの出射光の光量を、LEDアレイ装置100の長手方向において略均一にすることができる。   Further, in the LED array device 100 according to the first embodiment, a plurality of microlenses arranged on the main surfaces 111a and 121a of the substrate 111 and the substrate 121 are linearly arranged at an equal pitch in the longitudinal direction of the LED array device 100. Can be arranged. For this reason, the light quantity of the emitted light from the LED array device 100 can be made substantially uniform in the longitudinal direction of the LED array device 100.

《実施の形態1の第1変形例》
図4は、実施の形態1の第1変形例に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置101の要部の構成を概略的に示す側面図である。図1から図3に示されるLEDアレイ装置100においては、LEDアレイチップ110,120における端部のマイクロレンズが突出部113a,123aを有する場合を説明したが、図4の例のように、隣り合うLEDアレイチップの内の一方の端部のマイクロレンズ113が突出部113aを有し、他方の端部のマイクロレンズ133は突出部を有さない構成としてもよい。図4に示されるように、LEDアレイチップ130は、基板131と、複数のLED132からなるLEDアレイと、複数のマイクロレンズ133を含むマイクロレンズアレイとを有している。LEDアレイチップ130は、LEDアレイチップ110に対向する端辺において突出部を持たないようにマイクロレンズ133が配列されている点を除いて、図3に示されるLEDアレイチップ120と同じである。図4の例では、LEDアレイチップ110とLEDアレイチップ130を同じ構造とし、LEDアレイチップ110及びLEDアレイチップ130を含む複数のLEDアレイチップを一列に配列することが望ましい。
<< First Modification of Embodiment 1 >>
FIG. 4 is a side view schematically showing a configuration of a main part of the LED array device 101 as an optical element device according to a first modification of the first embodiment. In the LED array device 100 shown in FIGS. 1 to 3, the case where the microlenses at the ends of the LED array chips 110 and 120 have the protruding portions 113 a and 123 a has been described. However, as in the example of FIG. The microlens 113 at one end of the matching LED array chip may have a protrusion 113a, and the microlens 133 at the other end may not have a protrusion. As shown in FIG. 4, the LED array chip 130 includes a substrate 131, an LED array including a plurality of LEDs 132, and a microlens array including a plurality of microlenses 133. The LED array chip 130 is the same as the LED array chip 120 shown in FIG. 3 except that the microlens 133 is arranged so as not to have a protruding portion at the end facing the LED array chip 110. In the example of FIG. 4, it is desirable that the LED array chip 110 and the LED array chip 130 have the same structure, and a plurality of LED array chips including the LED array chip 110 and the LED array chip 130 are arranged in a line.

図4のLEDアレイ装置101においては、LEDアレイチップ130の長手方向における端部に配置されているマイクロレンズ133の位置に応じて、間隙G2が適切な値に設定されている。図4の例では、間隙G2を間隙G1(図3)よりも狭くなるようにLEDアレイチップ110及びLEDアレイチップ130が配列されている。このように、LEDアレイチップ130の長手方向における端部に配置されているマイクロレンズ133の位置に応じて、隣接するLEDアレイチップ110の配置が調整されるので、基板111及び基板131の主面111a及び131a上に配列された複数のマイクロレンズを、LEDアレイ装置101の長手方向において等ピッチで直線状に配列させることができる。このため、LEDアレイ装置101からの出射光の光量を、LEDアレイ装置101の長手方向において略均一にすることができる。   In the LED array device 101 of FIG. 4, the gap G <b> 2 is set to an appropriate value according to the position of the microlens 133 disposed at the end in the longitudinal direction of the LED array chip 130. In the example of FIG. 4, the LED array chip 110 and the LED array chip 130 are arranged so that the gap G2 is narrower than the gap G1 (FIG. 3). As described above, the arrangement of the adjacent LED array chips 110 is adjusted according to the position of the microlens 133 arranged at the end in the longitudinal direction of the LED array chip 130, so that the main surfaces of the substrate 111 and the substrate 131 are adjusted. A plurality of microlenses arranged on 111a and 131a can be arranged linearly at an equal pitch in the longitudinal direction of the LED array device 101. For this reason, the light quantity of the emitted light from the LED array device 101 can be made substantially uniform in the longitudinal direction of the LED array device 101.

なお、図4のLEDアレイ装置101において、上記以外の点は、図1から図3に示される装置と同様である。   The LED array device 101 of FIG. 4 is the same as the device shown in FIGS. 1 to 3 except for the points described above.

《実施の形態1の第2変形例》
図5は、実施の形態1の第2変形例に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置102の要部の構成を概略的に示す側面図である。図5に示されるように、LEDアレイチップ140は、基板141と、複数のLED142からなるLEDアレイと、複数のマイクロレンズ143を含むマイクロレンズアレイとを有している。LEDアレイチップ140は、基本的に図3に示されるLEDアレイチップ120と同じ構造を有するが、LEDアレイチップ110に対向する端辺141bにおいて突出部を持たないようにマイクロレンズ143を配列してもよい。LEDアレイ装置102は、LEDアレイチップ110上の複数のマイクロレンズ113のうちのLEDアレイチップ140の基板141に最も近いマイクロレンズ113の突出部113aが、LEDアレイチップ140の基板141上に重なる部分を有する。図5の例では、LEDアレイチップ110とLEDアレイチップ140を同じ構造とし、これらを一列に配列することが望ましい。また、図5に示されるように、LEDアレイ装置102は、LEDアレイチップ140の基板141の端部が、LEDアレイチップ110の端部のマイクロレンズ113の突出部113aの下に位置している点を除いて、図4に示されるLEDアレイ装置101と同じである。
<< Second Modification of Embodiment 1 >>
FIG. 5 is a side view schematically showing a configuration of a main part of the LED array device 102 as an optical element device according to a second modification of the first embodiment. As shown in FIG. 5, the LED array chip 140 includes a substrate 141, an LED array composed of a plurality of LEDs 142, and a microlens array including a plurality of microlenses 143. The LED array chip 140 basically has the same structure as the LED array chip 120 shown in FIG. 3, but the microlenses 143 are arranged so as not to have a protruding portion on the end side 141 b facing the LED array chip 110. Also good. In the LED array device 102, the protrusion 113 a of the microlens 113 closest to the substrate 141 of the LED array chip 140 among the plurality of microlenses 113 on the LED array chip 110 overlaps the substrate 141 of the LED array chip 140. Have In the example of FIG. 5, it is desirable that the LED array chip 110 and the LED array chip 140 have the same structure and are arranged in a line. Further, as shown in FIG. 5, in the LED array device 102, the end portion of the substrate 141 of the LED array chip 140 is positioned below the protruding portion 113 a of the microlens 113 at the end portion of the LED array chip 110. Except for this point, it is the same as the LED array device 101 shown in FIG.

図5のLEDアレイ装置102においては、間隙G3を適切に設定することによって、基板111及び基板141の主面111a及び141a上に配列された複数のマイクロレンズを、LEDアレイ装置102の長手方向において等ピッチで直線状に配列することができる。このため、LEDアレイ装置102からの出射光の光量を、LEDアレイ装置102の長手方向において略均一にすることができる。   In the LED array device 102 of FIG. 5, by appropriately setting the gap G <b> 3, a plurality of microlenses arranged on the main surfaces 111 a and 141 a of the substrate 111 and the substrate 141 are arranged in the longitudinal direction of the LED array device 102. They can be arranged in a straight line at an equal pitch. For this reason, the light quantity of the emitted light from the LED array apparatus 102 can be made substantially uniform in the longitudinal direction of the LED array apparatus 102.

なお、図5のLEDアレイ装置102において、上記以外の点は、図1から図4に示される装置と同様である。   The LED array device 102 in FIG. 5 is the same as the device shown in FIGS. 1 to 4 except for the points described above.

《実施の形態1の第3変形例》
図6は、実施の形態1の第3変形例に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置103の構成を概略的に示す平面図である。図6に示されるように、LEDアレイチップ150は、基板151と、複数のLED152からなるLEDアレイと、複数のマイクロレンズ153を含むマイクロレンズアレイ155とを有している。図6に示されるように、複数のLEDアレイチップのうちの互いに隣り合う2つのLEDアレイチップの互いに向かい合う端部に配置されたマイクロレンズの各々を、互いに対向しない位置にずらして配置してもよい。例えば、図6に示されるように、LEDアレイチップ110は、複数のマイクロレンズ113が所定方向(x方向)に直線状に配列されており、LEDアレイチップ150は、複数のマイクロレンズ153がx方向に直線状に配列されており、第1のマイクロレンズアレイ115と第2のマイクロレンズアレイ155とは、x方向に直交する方向(y方向)において異なる位置に配置されている。この例では、配列の順番が、奇数番目のLEDアレイチップ110上のマイクロレンズアレイ115と、偶数番目のLEDアレイチップ150上のマイクロレンズアレイ155とが交互に規則的(例えば、千鳥状配列)に並んでいる。図6に示されるLEDアレイ装置103を用いる場合、マイクロレンズ113,153がLEDアレイ装置103の短手方向(y方向)の異なる位置に配列されているので、LEDアレイチップ110とLEDアレイチップ150の発光タイミングを調節することで、照射対象に対しライン状の光照射を行うことができる。
<< Third Modification of Embodiment 1 >>
FIG. 6 is a plan view schematically showing a configuration of an LED array device 103 as an optical element device according to a third modification of the first embodiment. As illustrated in FIG. 6, the LED array chip 150 includes a substrate 151, an LED array including a plurality of LEDs 152, and a microlens array 155 including a plurality of microlenses 153. As shown in FIG. 6, each of the microlenses arranged at the mutually facing ends of the two adjacent LED array chips among the plurality of LED array chips may be shifted to a position not facing each other. Good. For example, as shown in FIG. 6, the LED array chip 110 includes a plurality of microlenses 113 arranged linearly in a predetermined direction (x direction), and the LED array chip 150 includes a plurality of microlenses 153 including x The first microlens array 115 and the second microlens array 155 are arranged at different positions in the direction (y direction) orthogonal to the x direction. In this example, the microlens array 115 on the odd-numbered LED array chip 110 and the microlens array 155 on the even-numbered LED array chip 150 are alternately and regularly arranged (for example, a staggered arrangement). Are lined up. When the LED array device 103 shown in FIG. 6 is used, since the microlenses 113 and 153 are arranged at different positions in the short side direction (y direction) of the LED array device 103, the LED array chip 110 and the LED array chip 150 are arranged. By adjusting the light emission timing, it is possible to perform linear light irradiation on the irradiation target.

図6のLEDアレイ装置103においては、間隙G1を適切に設定することによって、LEDアレイチップ111,151に配列された複数のマイクロレンズを、LEDアレイ装置103の長手方向において等ピッチに配列することができる。このため、LEDアレイ装置103からの出射光の光量を、LEDアレイ装置103の長手方向において略均一にすることができる。   In the LED array device 103 of FIG. 6, a plurality of microlenses arranged in the LED array chips 111 and 151 are arranged at an equal pitch in the longitudinal direction of the LED array device 103 by appropriately setting the gap G1. Can do. For this reason, the light quantity of the emitted light from the LED array device 103 can be made substantially uniform in the longitudinal direction of the LED array device 103.

なお、図6のLEDアレイ装置103において、上記以外の点は、図1から図5に示される装置と同様である。また、図6には、複数のマイクロレンズ153のうちの基板111に最も近いマイクロレンズ153が突出部153aを有する場合を示しているが、図4及び図5の場合と同様に、突出部153aを持たないように形成することもできる。   The LED array device 103 in FIG. 6 is the same as the device shown in FIGS. 1 to 5 except for the points described above. FIG. 6 shows a case where the microlens 153 closest to the substrate 111 among the plurality of microlenses 153 has the protruding portion 153a. However, as in the case of FIGS. 4 and 5, the protruding portion 153a. It can also be formed so as not to have.

《実施の形態1の第4変形例》
図7は、実施の形態1の第4変形例に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置104の構成を概略的に示す平面図である。図7に示されるように、LEDアレイ装置104は、複数のマイクロレンズ163のうちの基板171に最も近いマイクロレンズ163と複数のマイクロレンズ173のうちの基板161に最も近いマイクロレンズ173とは、基板161の長手方向に直交する方向において異なる位置に配置されている。図7に示される例は、LEDアレイ装置104のLEDアレイチップ160,170は、LED162,172並びにマイクロレンズ163,173の配列方向が、所定方向(x方向)を基準にして傾いた傾斜方向に直線状に配列されている点が、図6に示されるLEDアレイ装置103と異なる。図7に示されるLEDアレイ装置104を用いる場合、マイクロレンズ163,173がLEDアレイ装置104の短手方向の異なる位置に配列されているので、短手方向の位置が異なるLEDについて、発光タイミングを調節することで、照射対象に対しライン状の光照射を行うことができる。
<< Fourth Modification of Embodiment 1 >>
FIG. 7 is a plan view schematically showing a configuration of an LED array device 104 as an optical element device according to a fourth modification of the first embodiment. As shown in FIG. 7, the LED array device 104 includes a microlens 163 closest to the substrate 171 among the plurality of microlenses 163 and a microlens 173 closest to the substrate 161 among the plurality of microlenses 173. They are arranged at different positions in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the substrate 161. In the example shown in FIG. 7, the LED array chips 160 and 170 of the LED array device 104 are arranged in an inclined direction in which the arrangement directions of the LEDs 162 and 172 and the microlenses 163 and 173 are inclined with respect to a predetermined direction (x direction). The LED array device 103 shown in FIG. 6 is different from the LED array device 103 shown in FIG. When the LED array device 104 shown in FIG. 7 is used, since the microlenses 163 and 173 are arranged at different positions in the short direction of the LED array device 104, the light emission timing is set for the LEDs having different positions in the short direction. By adjusting, it is possible to perform linear light irradiation on the irradiation target.

図7のLEDアレイ装置104においては、間隙G1を適切に設定することによって、LEDアレイチップ161,171に配列された複数のマイクロレンズを、LEDアレイ装置104の長手方向において等ピッチに配列することができる。このため、LEDアレイ装置104からの出射光の光量を、LEDアレイ装置104の長手方向において略均一にすることができる。   In the LED array device 104 of FIG. 7, a plurality of microlenses arranged in the LED array chips 161 and 171 are arranged at an equal pitch in the longitudinal direction of the LED array device 104 by appropriately setting the gap G1. Can do. For this reason, the light quantity of the emitted light from the LED array device 104 can be made substantially uniform in the longitudinal direction of the LED array device 104.

なお、図7のLEDアレイ装置104において、上記以外の点は、図1から図6に示される装置と同様である。また、図7には、複数のマイクロレンズ163のうちの基板171に最も近いマイクロレンズ163が突出部163aを有し、複数のマイクロレンズ173のうちの基板161に最も近いマイクロレンズ173が突出部173aを有する場合を示しているが、図4及び図5の場合と同様に、突出部163a又は173aのいずれか一方のみを持つ構成としてもよい。   The LED array device 104 in FIG. 7 is the same as the device shown in FIGS. 1 to 6 except for the points described above. In FIG. 7, the microlens 163 closest to the substrate 171 among the plurality of microlenses 163 has the protruding portion 163 a, and the microlens 173 closest to the substrate 161 among the plurality of microlenses 173 is the protruding portion. Although the case of having 173a is shown, it may be configured to have only one of the protrusions 163a or 173a as in the case of FIGS.

《実施の形態1の第5変形例》
図8は、実施の形態1の第5変形例に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置105の構成を概略的に示す平面図である。図8に示されるように、LEDアレイ装置105のLEDアレイチップ180,190は、マイクロレンズ183,193の全てが突出部183a,193aを有する点、及び、突出部183a、193aが短手方向に突出している点が、図1から図7の装置と異なる。このLEDアレイ装置105においては、LEDアレイチップ180,190が千鳥状に配列される。図8に示されるLEDアレイ装置105を用いる場合、マイクロレンズ183,193がLEDアレイ装置105の短手方向の異なる位置に配列されているので、短手方向の位置が異なるLEDについて、発光タイミングを調節することで、照射対象に対しライン状の光照射を行うことができる。
<< Fifth Modification of Embodiment 1 >>
FIG. 8 is a plan view schematically showing a configuration of an LED array device 105 as an optical element device according to a fifth modification of the first embodiment. As shown in FIG. 8, the LED array chips 180 and 190 of the LED array device 105 are such that all of the microlenses 183 and 193 have protrusions 183a and 193a, and the protrusions 183a and 193a are in the short direction. It differs from the apparatus of FIGS. 1 to 7 in that it protrudes. In this LED array device 105, LED array chips 180 and 190 are arranged in a staggered manner. When the LED array device 105 shown in FIG. 8 is used, since the microlenses 183 and 193 are arranged at different positions in the short direction of the LED array device 105, the light emission timing is set for the LEDs having different positions in the short direction. By adjusting, it is possible to perform linear light irradiation on the irradiation target.

図8のLEDアレイ装置105においては、LEDアレイチップ180,190に配列された複数のマイクロレンズ183,193を、LEDアレイ装置105の長手方向において等ピッチに配列することができる。このため、LEDアレイ装置105からの出射光の光量を、LEDアレイ装置105の長手方向において略均一にすることができる。   In the LED array device 105 of FIG. 8, a plurality of microlenses 183 and 193 arranged on the LED array chips 180 and 190 can be arranged at an equal pitch in the longitudinal direction of the LED array device 105. For this reason, the amount of light emitted from the LED array device 105 can be made substantially uniform in the longitudinal direction of the LED array device 105.

なお、図8のLEDアレイ装置105において、上記以外の点は、図1から図7に示される装置と同様である。   The LED array device 105 in FIG. 8 is the same as the device shown in FIGS. 1 to 7 except for the points described above.

《実施の形態2》
図9から図14は、本発明の実施の形態2に係るLEDアレイチップを含む光学素子装置としてのLEDアレイ装置の製造方法の各工程(第1から第6工程)を概略的に示す縦断面図である。なお、本実施の形態に係るLEDアレイ装置の製造工程において、光学素子チップとしてのLEDアレイチップの製造工程が含まれる。先ず、図9に示されるように、基板211の主面211a上に光学素子としての複数のLED212を配置する。図9において、D1は、基板211の厚さを示し、A1は、溝形成領域(ダイシング領域)を示す。基板211上において、LED212は、ダイシング領域A1を介して、複数のLED212の一部である第1の光学素子アレイ214と、複数のLED212の他の一部である第2の光学素子アレイ224とに分けて配列される。LED212は、例えば、成長基板上で形成されたLEDフィルム(例えば、LEDエピタキシャルフィルム)である。複数のLED212の配列位置は、例えば、図1から図8で説明したLEDの位置とすることができる。
<< Embodiment 2 >>
9 to 14 are longitudinal sectional views schematically showing each step (first to sixth steps) of the method of manufacturing the LED array device as the optical element device including the LED array chip according to the second embodiment of the present invention. FIG. Note that the manufacturing process of the LED array device according to the present embodiment includes a manufacturing process of an LED array chip as an optical element chip. First, as shown in FIG. 9, a plurality of LEDs 212 as optical elements are arranged on the main surface 211 a of the substrate 211. In FIG. 9, D1 indicates the thickness of the substrate 211, and A1 indicates a groove forming region (dicing region). On the substrate 211, the LED 212 includes a first optical element array 214 that is a part of the plurality of LEDs 212 and a second optical element array 224 that is another part of the plurality of LEDs 212 via the dicing area A <b> 1. It is arranged by dividing into. The LED 212 is, for example, an LED film (for example, an LED epitaxial film) formed on a growth substrate. The arrangement position of the plurality of LEDs 212 can be, for example, the position of the LEDs described with reference to FIGS.

次に、図10に示されるように、基板211の主面211aにダイシングブレードを用いたダイシングにより溝(光学素子チップ分割溝)211cが形成される。溝211cが形成されることにより、基板211は、複数のLED212の一部によって形成された第1の光学素子アレイ214が配置された第1の基板用となる部分(例えば、図1の基板111)と、複数のLED212の他の一部によって形成された第2の光学素子アレイ224が配置された第2の基板用となる部分(例えば、図1の基板121)とに分けられる。図10に示される二点鎖線t1は、LEDアレイ装置の完成時の第1の基板111及び第2の基板121の裏面を示す仮想線である。溝211cの深さD2が、二点鎖線t1までの深さD3よりも深くなるようにダイシングされる。ただし、溝211cの深さD2と、LEDアレイ装置100の完成時における第1の基板111及び第2の基板121の厚さD3とが等しくなるように溝211cが形成されてもよい。また、ダイシングによる溝211cの形成方法に限られず、塩素系ガス若しくはフッ素系ガスを用いたドライエッチング、又は、水酸化カリウム水溶液若しくはフッ化水素酸と硝酸との混合溶液を用いたウェットエッチングにより溝211cを形成してもよい。   Next, as shown in FIG. 10, a groove (optical element chip dividing groove) 211c is formed on the main surface 211a of the substrate 211 by dicing using a dicing blade. By forming the groove 211c, the substrate 211 is a portion for the first substrate in which the first optical element array 214 formed by a part of the plurality of LEDs 212 is disposed (for example, the substrate 111 in FIG. 1). ) And a portion for the second substrate on which the second optical element array 224 formed by the other part of the plurality of LEDs 212 is disposed (for example, the substrate 121 in FIG. 1). A two-dot chain line t <b> 1 shown in FIG. 10 is an imaginary line showing the back surfaces of the first substrate 111 and the second substrate 121 when the LED array device is completed. Dicing is performed so that the depth D2 of the groove 211c is deeper than the depth D3 up to the two-dot chain line t1. However, the groove 211c may be formed so that the depth D2 of the groove 211c is equal to the thickness D3 of the first substrate 111 and the second substrate 121 when the LED array device 100 is completed. Further, the method is not limited to the method of forming the groove 211c by dicing, and the groove is formed by dry etching using a chlorine-based gas or fluorine-based gas, or wet etching using a potassium hydroxide aqueous solution or a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid. 211c may be formed.

次に、図11に示されるように、基板211の主面211a、第1の光学素子アレイ214、第2の光学素子アレイ224、及び溝211cを覆うように(すなわち、溝211cをテンティングするように)マイクロレンズ形成用レジストフィルム(ドライフィルムレジスト)250を配置する。マイクロレンズ形成用レジストフィルム250を配置する工程では、溝211cが形成された基板211の主面211a上に、例えば、ネガ型のマイクロレンズ形成用レジストフィルム250がラミネートされる。この際、複数のLED212とともに溝211cもマイクロレンズ形成用レジストフィルム250により覆われる。マイクロレンズ形成用レジストフィルム250は、LED212から放射される波長に対する透過率の高い材料を用いることが望ましい。また、マイクロレンズの劣化による、LEDからの放射光の透過率の低下が低い材料を用いることが望ましい。したがって、マイクロレンズ形成用レジストフィルム250の主要な材料としては、例えば、エポキシ、アクリル、シリコーン、ポリイミド、アミドイミドの中から選択された材料が好適である。なお、実施の形態2においては、マイクロレンズ形成用レジストフィルム250として、ネガ型のドライフィルムレジストを用いたが、溝211cを覆うことができる材料(テンティング可能な材料)であればよく、ポジ型のドライフィルムレジストを用いてもよい。   Next, as shown in FIG. 11, the groove 211c is tented so as to cover the main surface 211a of the substrate 211, the first optical element array 214, the second optical element array 224, and the groove 211c. Like) A microlens-forming resist film (dry film resist) 250 is disposed. In the step of disposing the microlens forming resist film 250, for example, a negative type microlens forming resist film 250 is laminated on the main surface 211a of the substrate 211 on which the groove 211c is formed. At this time, the groove 211 c as well as the plurality of LEDs 212 are covered with the microlens forming resist film 250. The microlens-forming resist film 250 is desirably made of a material having a high transmittance with respect to the wavelength emitted from the LED 212. Further, it is desirable to use a material that has a low decrease in transmittance of emitted light from the LED due to deterioration of the microlens. Therefore, as a main material of the microlens forming resist film 250, for example, a material selected from epoxy, acrylic, silicone, polyimide, and amideimide is preferable. In the second embodiment, a negative dry film resist is used as the microlens-forming resist film 250, but any material that can cover the groove 211c (a material that can be tented) may be used. A type of dry film resist may be used.

次に、図12及び図13に示されるように、フォトリソグラフィ法により、マイクロレンズ形成用レジストフィルム250からLED212を覆うようにマイクロレンズ213を形成する工程では、紫外線露光装置により、フォトマスク260を介してマイクロレンズ形成用レジストフィルム250を露光する。これにより、フォトマスク260のパターンに対応した部分のマイクロレンズ形成用レジストフィルム250のみを感光させる。露光装置及びその露光照射条件は適宜選択すればよく、フォトマスク260を介して超高圧水銀灯、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、遠紫外線灯等の光源を用いて露光を行い、マイクロレンズ形成用レジストフィルム250を光硬化させる。必要に応じて露光後にベークを行い、光硬化させた部分の反応を促進させ、現像液に不溶化させる。さらに、アルカリ水溶液又は溶剤を用いて未露光部を溶出させる現像を行って、マイクロレンズ213を形成し、マイクロレンズ形成用レジストフィルム250の不要部分を除去する。必要に応じて後乾燥としてポストベーク(熱焼成)を行い、マイクロレンズ213を硬化させる。マイクロレンズ形成用レジストフィルム250の不要部分を除去することにより、第1の光学素子アレイ214上に複数のマイクロレンズ213を含む第1のマイクロレンズアレイ215を形成し、第2の光学素子アレイ224上に複数のマイクロレンズ213を含む第2のマイクロレンズアレイ225を形成する。マイクロレンズ213(第1のマイクロレンズアレイ215及び第2のマイクロレンズアレイ225)を形成する工程では、第1のマイクロレンズアレイ215のうちの後述する第2の基板211eに最も近い位置に配置されたマイクロレンズ213が、後述する第1の基板211dの第2の基板211eに対向する端辺から第2の基板211eに向けて突き出た突出部213aを有するように形成される。同様に、第2のマイクロレンズアレイ225のうちの後述する第1の基板211dに最も近い位置に配置されたマイクロレンズ213が、後述する第2の基板211eの第1の基板211dに対向する端辺から第1の基板211dに向けて突き出た突出部213aを有するように形成される。ただし、マイクロレンズアレイ215,225のうち一方のマイクロレンズアレイについて、突出部213aを有さないように、マイクロレンズアレイを形成してもよい。突出部213aの突出量は、フォトマスク260のパターン、及び露光照射条件等により適宜調整すればよい。   Next, as shown in FIGS. 12 and 13, in the step of forming the microlens 213 so as to cover the LED 212 from the microlens-forming resist film 250 by photolithography, the photomask 260 is formed by an ultraviolet exposure device. Then, the microlens forming resist film 250 is exposed. Thereby, only the microlens forming resist film 250 corresponding to the pattern of the photomask 260 is exposed. The exposure apparatus and the exposure irradiation conditions may be selected as appropriate, and exposure is performed through a photomask 260 using a light source such as an ultrahigh pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a deep ultraviolet lamp, and the like. 250 is photocured. If necessary, baking is performed after exposure to promote the reaction of the photocured portion and insolubilize in the developer. Furthermore, the development which elutes an unexposed part using alkaline aqueous solution or a solvent is performed, the micro lens 213 is formed, and the unnecessary part of the resist film 250 for micro lens formation is removed. If necessary, post-baking (thermal baking) is performed as post-drying to cure the microlens 213. By removing unnecessary portions of the microlens forming resist film 250, a first microlens array 215 including a plurality of microlenses 213 is formed on the first optical element array 214, and the second optical element array 224 is formed. A second microlens array 225 including a plurality of microlenses 213 is formed thereon. In the step of forming the microlens 213 (the first microlens array 215 and the second microlens array 225), the microlens 213 is disposed at a position closest to a second substrate 211e described later in the first microlens array 215. The microlens 213 is formed so as to have a protruding portion 213a protruding toward the second substrate 211e from an end of the first substrate 211d, which will be described later, facing the second substrate 211e. Similarly, in the second microlens array 225, a microlens 213 disposed at a position closest to a first substrate 211d to be described later is an end of a second substrate 211e to be described that faces the first substrate 211d. It is formed so as to have a protruding portion 213a protruding from the side toward the first substrate 211d. However, the microlens array may be formed so that one of the microlens arrays 215 and 225 does not have the protruding portion 213a. What is necessary is just to adjust suitably the protrusion amount of the protrusion part 213a with the pattern of the photomask 260, exposure irradiation conditions, etc. FIG.

次に、図14に示されるように、溝211cの位置において基板211を分割する。基板211の分割は、例えば、図13に示される基板211の主面211aの反対側の面である裏面を研磨することで行う。図13に示される二点鎖線t1及びt2は、LEDアレイ装置の完成時の第1の基板111(図1)及び第2の基板121(図1)の裏面を示す仮想線である。基板211の裏面を研磨することにより、図14に示されるように、左側に描かれている基板211d(基板111)及び右側に描かれている基板211e(基板121)は、溝(光学素子チップ分割溝)211cにおいて分割され、2つのLEDアレイチップが完成する。溝211cの位置において基板211を分割することによって、第1の基板用の部分からなる第1の基板211dと、第2の基板用の部分からなる第2の基板211eとに分割される。以上の工程により、光学素子チップとしてのLEDアレイチップ210,220を製造できる。図14に示される、左側に描かれているLEDアレイチップ210は、例えば、図1に示されるLEDアレイチップ110に相当し、右側に描かれているLEDアレイチップ220は、例えば、図1に示されるLEDアレイチップ120に相当する。なお、溝211cの深さと同じ位置である線分t2の位置まで基板211の裏面を研磨することにより基板が2分割されるが、さらに研磨を続けて、任意の位置まで(例えば、線分t1の位置まで)研磨を行って、2分割された基板211d,211eの厚さを調整してもよい。さらに、分割された第1の基板211dと第2の基板211eとを互いに隣り合うようにベース部材(例えば、図2に示される100a)上に配置する工程により、LEDアレイ装置(例えば、図1のLEDアレイ装置100)が製造される。   Next, as shown in FIG. 14, the substrate 211 is divided at the position of the groove 211c. The substrate 211 is divided by, for example, polishing the back surface that is the surface opposite to the main surface 211a of the substrate 211 shown in FIG. Dotted lines t1 and t2 shown in FIG. 13 are virtual lines indicating the back surfaces of the first substrate 111 (FIG. 1) and the second substrate 121 (FIG. 1) when the LED array device is completed. By polishing the back surface of the substrate 211, as shown in FIG. 14, the substrate 211d (substrate 111) drawn on the left side and the substrate 211e (substrate 121) drawn on the right side are grooves (optical element chips). Dividing at the dividing groove 211c, two LED array chips are completed. By dividing the substrate 211 at the position of the groove 211c, the substrate 211 is divided into a first substrate 211d composed of a first substrate portion and a second substrate 211e composed of a second substrate portion. Through the above steps, LED array chips 210 and 220 as optical element chips can be manufactured. The LED array chip 210 illustrated on the left side illustrated in FIG. 14 corresponds to, for example, the LED array chip 110 illustrated in FIG. 1, and the LED array chip 220 illustrated on the right side is illustrated in FIG. It corresponds to the LED array chip 120 shown. The substrate is divided into two parts by polishing the back surface of the substrate 211 to the position of the line segment t2 which is the same position as the depth of the groove 211c. However, the polishing is continued to an arbitrary position (for example, the line segment t1). The thickness of the substrates 211d and 211e divided into two may be adjusted by polishing. Further, an LED array device (for example, FIG. 1) is formed by a step of disposing the divided first substrate 211d and second substrate 211e on a base member (for example, 100a illustrated in FIG. 2) so as to be adjacent to each other. LED array device 100) is manufactured.

以上に説明したように、実施の形態2に係るLEDアレイチップ及びLEDアレイ装置の製造方法によれば、基板211に溝211cを形成した後にマイクロレンズを形成することができるので、ダイシングによるマイクロレンズへのダメージを回避することができ、さらに、ダイシングの許容誤差を緩和させることができる。また、マイクロレンズの一部分(突出部213a)が基板211の主面211aの端部よりも外側に突き出るようにしてマイクロレンズを形成することができるので、LEDアレイチップの端部の位置に関わらず、レンズ径の設定の自由度を増やすことができる。また、マイクロレンズ形成用レジストフィルム250として、溝211cを覆うことができる材料(テンティング可能な材料)を用いるので、ドライエッチング時にLEDアレイ装置の表面を保護するためのレジスト形成を簡易にすることができる。   As described above, according to the LED array chip and the method for manufacturing the LED array device according to the second embodiment, the microlens can be formed after the groove 211c is formed in the substrate 211. Therefore, the microlens by dicing is used. Can be avoided, and the tolerance of dicing can be reduced. In addition, since the microlens can be formed such that a part of the microlens (projecting portion 213a) protrudes outside the end portion of the main surface 211a of the substrate 211, regardless of the position of the end portion of the LED array chip. The degree of freedom in setting the lens diameter can be increased. In addition, since a material that can cover the groove 211c (a material that can be tented) is used as the microlens-forming resist film 250, it is easy to form a resist for protecting the surface of the LED array device during dry etching. Can do.

《実施の形態3》
実施の形態3に係るLEDアレイ装置300は、基板311,321の主面311a、321aに、段差部316,326が形成されている点で、図6に示されるLEDアレイ装置103と異なる。また、実施の形態3に係るLEDアレイチップ及びLEDアレイ装置300の製造方法は、基板311,321の主面311a、321aに段差部316,326を形成する工程を有する点で実施の形態2に係るLEDアレイチップ及びLEDアレイ装置の製造方法と異なるが、その他の工程は実施の形態2と同様の工程を採用することができる。
<< Embodiment 3 >>
The LED array device 300 according to Embodiment 3 is different from the LED array device 103 shown in FIG. 6 in that stepped portions 316 and 326 are formed on the main surfaces 311a and 321a of the substrates 311 and 321. Further, the manufacturing method of the LED array chip and the LED array device 300 according to Embodiment 3 is the same as that of Embodiment 2 in that it includes a step of forming step portions 316 and 326 on the main surfaces 311a and 321a of the substrates 311 and 321. Although different from the manufacturing method of the LED array chip and the LED array device, other steps can be the same as those in the second embodiment.

図15(a)及び(b)は、本発明の実施の形態3に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置300の構成を概略的に示す平面図及び側面図である。LEDアレイチップ310の基板311の主面311aに配列されている複数のマイクロレンズ313のうち、LEDアレイチップ310の長手方向における端部に配置されているマイクロレンズ313は、マイクロレンズ313の突き出た部分として突出部(第1の突出部)313aを有する。LEDアレイチップ320は、LEDアレイチップ310と向かい合う端部であってLEDアレイチップ320の長手方向における端部に主面が低くなった部分である段差部326を有する。同様に、LEDアレイチップ320に配列されている複数のマイクロレンズ323のうち、LEDアレイチップ320の長手方向における端部に配置されているマイクロレンズ323は、マイクロレンズ323の突き出た部分として突出部(第2の突出部)323aを有する。LEDアレイチップ310は、LEDアレイチップ320と向かい合う端部であってLEDアレイチップ310の長手方向における端部に主面が低くなった部分である段差部316を有する。すなわち、LEDアレイチップ320の基板321は、隣接するLEDアレイチップ310におけるマイクロレンズ313の突出部313aに対向する基板321の端部に段差部326を有し、同様に、LEDアレイチップ310の基板311は、隣接するLEDアレイチップ320におけるマイクロレンズ323の突出部323aに対向する基板311の端部に段差部316を有する。   FIGS. 15A and 15B are a plan view and a side view schematically showing a configuration of an LED array device 300 as an optical element device according to Embodiment 3 of the present invention. Among the plurality of microlenses 313 arranged on the main surface 311a of the substrate 311 of the LED array chip 310, the microlens 313 disposed at the end in the longitudinal direction of the LED array chip 310 protrudes from the microlens 313. A protrusion (first protrusion) 313a is provided as a part. The LED array chip 320 has a stepped portion 326 that is an end portion facing the LED array chip 310 and at the end portion in the longitudinal direction of the LED array chip 320 and having a lower main surface. Similarly, among the plurality of microlenses 323 arranged on the LED array chip 320, the microlens 323 disposed at the end in the longitudinal direction of the LED array chip 320 is a protruding portion as a protruding portion of the microlens 323. (Second protrusion) 323a is provided. The LED array chip 310 has a stepped portion 316 that is an end portion facing the LED array chip 320 and is a portion having a lower main surface at the end portion in the longitudinal direction of the LED array chip 310. That is, the substrate 321 of the LED array chip 320 has a stepped portion 326 at the end of the substrate 321 facing the protruding portion 313a of the microlens 313 in the adjacent LED array chip 310, and similarly, the substrate of the LED array chip 310. 311 has a stepped portion 316 at the end of the substrate 311 facing the protruding portion 323a of the microlens 323 in the adjacent LED array chip 320.

LEDアレイ装置300における複数のLEDアレイチップのうちの互いに隣り合う2つのLEDアレイチップ310,320の互いに向かい合う端部に配置されたマイクロレンズ313,323の各々は、互いに対向しない位置にずれて配置されている。LEDアレイチップ310及びLEDアレイチップ320は、LEDアレイチップ310の端部に位置するマイクロレンズ313の突出部313aがLEDアレイチップ320の段差部326上に部分的に重なるようにし、且つ、LEDアレイチップ320の端部に位置するマイクロレンズ323の突出部323aがLEDアレイチップ310の段差部316上に部分的に重なるようにして、互いに隣り合って配列されている。なお、LEDアレイ装置300においてLEDアレイチップ310とLEDアレイチップ320との間に間隙G4が形成されているが、LEDアレイチップ310及びLEDアレイチップ320の互いの端面同士を密着させて配列してもよい。   In the LED array device 300, the microlenses 313 and 323 arranged at the mutually facing ends of the two LED array chips 310 and 320 adjacent to each other among the plurality of LED array chips are shifted from each other so as not to face each other. Has been. The LED array chip 310 and the LED array chip 320 are configured such that the protruding portion 313a of the microlens 313 located at the end of the LED array chip 310 partially overlaps the stepped portion 326 of the LED array chip 320, and the LED array The protrusions 323a of the microlenses 323 located at the ends of the chip 320 are arranged adjacent to each other so as to partially overlap the stepped portion 316 of the LED array chip 310. In the LED array device 300, a gap G4 is formed between the LED array chip 310 and the LED array chip 320, but the end surfaces of the LED array chip 310 and the LED array chip 320 are arranged in close contact with each other. Also good.

LEDアレイチップ310における段差部316は、複数のLEDアレイチップのうちの互いに隣り合うLEDアレイチップ(例えば、310,320)とが近接するように配列された場合に、LEDアレイチップ310の基板311の端面がLEDアレイチップ320の端部に位置するマイクロレンズ323の突出部323aと対向する領域に形成される。したがって、LEDアレイチップ310の短手方向における段差部316の長さは、LEDアレイチップ320のマイクロレンズ323の直径よりも長く形成されることが望ましい。また、LEDアレイチップ310の長手方向における段差部316の長さは、LEDアレイチップ320のマイクロレンズ323の突出部323aの突出量(LEDアレイチップ320の端部から突出するレンズ部分の長さ)よりも長く形成されることが望ましい。LEDアレイチップ310の段差部316の深さは、LEDアレイチップ310の基板311の端面が突出部323aと接触しない程度の深さを確保するように形成されることが望ましい。なお、LEDアレイチップ320における段差部326についても上記で説明したLEDアレイチップ310における段差部316と同様に形成すればよい。   The step portion 316 in the LED array chip 310 is arranged so that adjacent LED array chips (for example, 310 and 320) among the plurality of LED array chips are arranged close to each other. Is formed in a region facing the protruding portion 323a of the micro lens 323 located at the end of the LED array chip 320. Therefore, the length of the stepped portion 316 in the short direction of the LED array chip 310 is desirably formed longer than the diameter of the micro lens 323 of the LED array chip 320. Further, the length of the stepped portion 316 in the longitudinal direction of the LED array chip 310 is the protruding amount of the protruding portion 323a of the micro lens 323 of the LED array chip 320 (the length of the lens portion protruding from the end portion of the LED array chip 320). It is desirable to form it longer. The depth of the stepped portion 316 of the LED array chip 310 is desirably formed so as to ensure a depth that the end surface of the substrate 311 of the LED array chip 310 is not in contact with the protruding portion 323a. The stepped portion 326 in the LED array chip 320 may be formed in the same manner as the stepped portion 316 in the LED array chip 310 described above.

実施の形態3に係るLEDアレイ装置300の製造方法は、基板311、321に段差部316、326を形成する工程以外の工程が、実施の形態1に係るLEDアレイ装置100の製造工程と同じである。段差部316,326は、実施の形態2に係るLEDアレイ装置200の製造工程のうちの、例えば、フォトリソグラフィ工程によるマイクロレンズ213の形成後において形成することができる。段差部316,326は、ドライエッチングにより形成することができるが、ウェットエッチングなどの他のプロセスで形成してもよい。   The manufacturing method of the LED array device 300 according to the third embodiment is the same as the manufacturing process of the LED array device 100 according to the first embodiment, except for the steps of forming the step portions 316 and 326 on the substrates 311 and 321. is there. The step portions 316 and 326 can be formed after the microlens 213 is formed in the manufacturing process of the LED array device 200 according to Embodiment 2, for example, by the photolithography process. The step portions 316 and 326 can be formed by dry etching, but may be formed by other processes such as wet etching.

また、LEDアレイ装置300の基板311、321に形成される段差状の段差部316,326の代わりに、上記で説明した段差部316,326が形成される領域のいずれか一方又は両方を切り欠いて形成する切り欠き部を形成してもよい。また、基板311、321に段差部316,326又は切り欠き部を形成する代わりに、これらの領域(段差部316,326又は切り欠き部が形成される領域)以外の主面上に、例えば、ポリイミドを用いてかさ上げし、その上に光学素子としてのLED312,322及びマイクロレンズ313,323を配列させることにより、段差部316,326を有する基板311,321と同様の形状を形成してもよい。   Further, instead of the stepped step portions 316 and 326 formed on the substrates 311 and 321 of the LED array device 300, either or both of the regions where the stepped portions 316 and 326 described above are formed are cut out. You may form the notch part to be formed. Further, instead of forming the step portions 316, 326 or the notches on the substrates 311 and 321, on the main surface other than these regions (regions where the step portions 316, 326 or the notches are formed), for example, Even if LEDs 312 and 322 as optical elements and microlenses 313 and 323 are arranged thereon using polyimide, the same shape as the substrates 311 and 321 having the step portions 316 and 326 can be formed. Good.

実施の形態3に係るLEDアレイ装置300は、基板311,321の主面311a,321aに、段差部316,326が形成されている点で、実施の形態1に係るLEDアレイ装置100と異なるが、その他の構成は実施の形態1に係るLEDアレイ装置100と同様である。このため、実施の形態3に係るLEDアレイ装置300は、実施の形態1に係るLEDアレイ装置100と同様の効果を有する。   The LED array device 300 according to the third embodiment is different from the LED array device 100 according to the first embodiment in that step portions 316 and 326 are formed on the main surfaces 311a and 321a of the substrates 311 and 321. Other configurations are the same as those of the LED array device 100 according to the first embodiment. For this reason, the LED array device 300 according to the third embodiment has the same effect as the LED array device 100 according to the first embodiment.

また、実施の形態3に係るLEDアレイ装置300によれば、段差部316,326を有することにより、複数のLEDアレイチップ310,320を長手方向に略直線的に配列する際に、LEDアレイチップ310の端部に位置するマイクロレンズ313の突出部313aがLEDアレイチップ320の段差部326上に重なるようにし、且つ、LEDアレイチップ320の端部に位置するマイクロレンズ323の突出部323aがLEDアレイチップ310の段差部316上に重なるように複数のLEDアレイチップ310,320を配列することができるので、LEDアレイチップごとの基板の厚さのばらつきなどによって、隣接するLEDアレイチップの端部に位置するマイクロレンズに衝突することを防ぐことができる。   In addition, according to the LED array device 300 according to the third embodiment, by having the step portions 316 and 326, when arranging the plurality of LED array chips 310 and 320 substantially linearly in the longitudinal direction, the LED array chip The protrusion 313a of the microlens 313 located at the end of 310 is overlapped with the step 326 of the LED array chip 320, and the protrusion 323a of the microlens 323 located at the end of the LED array chip 320 is the LED. Since a plurality of LED array chips 310 and 320 can be arranged so as to overlap with the stepped portion 316 of the array chip 310, the end portion of the adjacent LED array chip due to variations in the thickness of the substrate for each LED array chip, etc. Can be prevented from colliding with the microlens located in the position.

また、段差部316,326の領域を切り欠き状に形成することにより、上記と同様の効果が得られるが、段差部316,326の領域を切り欠き状ではなく段差状に形成することにより、LEDアレイチップ310,320の端部の強度を、切り欠き状に形成した場合よりも高めることができる。   Further, by forming the regions of the step portions 316 and 326 in a notch shape, the same effect as described above can be obtained, but by forming the step portions 316 and 326 in a step shape instead of the notch shape, The strength of the end portions of the LED array chips 310 and 320 can be increased as compared with the case of forming the cutout shape.

《実施の形態3の第1変形例》
図16は、実施の形態3の第1変形例に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置301の構成を概略的に示す平面図である。図15(a)及び(b)に示されるLEDアレイ装置300においては、LEDアレイチップ310,320における端部のマイクロレンズが突出部313a,323aを有し、基板311,321が段差部316,326を有する場合を説明したが、図16の例のように、隣り合うLEDアレイチップの内の一方のLEDアレイチップの端部のマイクロレンズ333が突出部333aを有し、他方のLEDアレイチップの端部のマイクロレンズ343は突出部を有さない構成とし、さらに、隣り合うLEDアレイチップの内の一方のLEDアレイチップの端部は段差部を持たず、他方のLEDアレイチップの端部が段差部346を持つ構成としてもよい。図16に示されるように、LEDアレイチップ330は、基板331と、複数のLED332からなるLEDアレイと、複数のマイクロレンズ333を含むマイクロレンズアレイとを有している。LEDアレイチップ340は、LEDアレイチップ330に対向する端辺において突出部を持たないようにマイクロレンズ343が配列されている。図16の例では、LEDアレイチップ330とLEDアレイチップ340を直線的に配列することが望ましい。
<< First Modification of Embodiment 3 >>
FIG. 16 is a plan view schematically showing a configuration of an LED array device 301 as an optical element device according to a first modification of the third embodiment. In the LED array device 300 shown in FIGS. 15A and 15B, the end microlenses of the LED array chips 310 and 320 have protrusions 313a and 323a, and the substrates 311 and 321 are stepped portions 316 and 316, respectively. In the example of FIG. 16, the microlens 333 at the end of one of the adjacent LED array chips has the protrusion 333a and the other LED array chip as in the example of FIG. The microlens 343 at the end of the LED array has no projecting portion, and the end of one LED array chip of adjacent LED array chips does not have a stepped portion, and the end of the other LED array chip May have a stepped portion 346. As illustrated in FIG. 16, the LED array chip 330 includes a substrate 331, an LED array including a plurality of LEDs 332, and a microlens array including a plurality of microlenses 333. In the LED array chip 340, microlenses 343 are arranged so as not to have a protruding portion at the end facing the LED array chip 330. In the example of FIG. 16, it is desirable to arrange the LED array chip 330 and the LED array chip 340 linearly.

図16のLEDアレイ装置301においては、LEDアレイチップ330,340に配列された複数のマイクロレンズ333,343を、LEDアレイ装置301の長手方向において等ピッチに配列することができる。このため、LEDアレイ装置301から出射されマイクロレンズを透過した光の光量を、LEDアレイ装置301の長手方向において略均一にすることができる。   In the LED array device 301 of FIG. 16, a plurality of microlenses 333 and 343 arranged on the LED array chips 330 and 340 can be arranged at an equal pitch in the longitudinal direction of the LED array device 301. For this reason, the amount of light emitted from the LED array device 301 and transmitted through the microlens can be made substantially uniform in the longitudinal direction of the LED array device 301.

なお、図16のLEDアレイ装置301において、上記以外の点は、図15(a)及び(b)に示される装置と同様である。   The LED array device 301 in FIG. 16 is the same as the device shown in FIGS. 15A and 15B except for the points described above.

《実施の形態3の第2変形例》
図17は、実施の形態3の第2変形例に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置302の構成を概略的に示す平面図である。図15(a)及び(b)に示されるLEDアレイ装置300においては、LEDアレイチップ310,320における端部のマイクロレンズが突出部313a,323aを有し、基板311,321が段差部316,326を有する場合を説明したが、図17の例のように、隣り合うLEDアレイチップの内の一方のLEDアレイチップの端部のマイクロレンズ353が突出部353aを有し、他方のLEDアレイチップの端部のマイクロレンズ363は突出部を有さない構成とし、さらに、隣り合うLEDアレイチップの内の一方のLEDアレイチップの端部は段差部を持たず、他方のLEDアレイチップの端部が段差部366を持ち、さらに、複数のマイクロレンズ353を含むマイクロレンズアレイを長手方向を基準にして傾く傾斜方向に配列し、複数のマイクロレンズ363を含むマイクロレンズアレイを長手方向を基準にして傾く傾斜方向に配列してもよい。図17に示されるように、LEDアレイチップ350は、基板351と、複数のLED352からなるLEDアレイと、複数のマイクロレンズ353を含むマイクロレンズアレイとを有している。LEDアレイチップ360は、LEDアレイチップ350に対向する端辺において突出部を持たないようにマイクロレンズ363が配列されている。図17の例では、LEDアレイチップ350とLEDアレイチップ360を直線的に配列することが望ましい。
<< Second Modification of Embodiment 3 >>
FIG. 17 is a plan view schematically showing a configuration of an LED array device 302 as an optical element device according to a second modification of the third embodiment. In the LED array device 300 shown in FIGS. 15A and 15B, the end microlenses of the LED array chips 310 and 320 have protrusions 313a and 323a, and the substrates 311 and 321 are stepped portions 316 and 316, respectively. In the example of FIG. 17, the microlens 353 at the end of one of the adjacent LED array chips has the protruding portion 353a, and the other LED array chip, as in the example of FIG. The microlens 363 at the end of the LED array chip does not have a protruding portion, and the end of one LED array chip of adjacent LED array chips does not have a stepped portion, and the end of the other LED array chip Has a step 366, and further tilts a microlens array including a plurality of microlenses 353 with respect to the longitudinal direction. Arranged in, it may be arranged a microlens array in the longitudinal direction in the inclined direction inclined with respect including a plurality of microlenses 363. As shown in FIG. 17, the LED array chip 350 includes a substrate 351, an LED array including a plurality of LEDs 352, and a microlens array including a plurality of microlenses 353. In the LED array chip 360, the microlens 363 is arranged so as not to have a protruding portion at an end facing the LED array chip 350. In the example of FIG. 17, it is desirable that the LED array chip 350 and the LED array chip 360 are linearly arranged.

図17のLEDアレイ装置302においては、LEDアレイチップ350,360に配列された複数のマイクロレンズ353,363を、LEDアレイ装置302の長手方向において等ピッチに配列することができる。このため、LEDアレイ装置302から出射されマイクロレンズを透過した光の光量を、LEDアレイ装置302の長手方向において略均一にすることができる。   In the LED array device 302 of FIG. 17, a plurality of microlenses 353 and 363 arranged in the LED array chips 350 and 360 can be arranged at an equal pitch in the longitudinal direction of the LED array device 302. For this reason, the amount of light emitted from the LED array device 302 and transmitted through the microlens can be made substantially uniform in the longitudinal direction of the LED array device 302.

なお、図17のLEDアレイ装置302において、上記以外の点は、図15(a)及び(b)及び図16に示される装置と同様である。   17 is the same as the device shown in FIGS. 15A and 15B and FIG. 16 except for the points described above.

《実施の形態4》
実施の形態4に係るLEDアレイ装置400は、基板411の主面411aに、後述する保護部材417及び衝突緩和部材418が形成されている点で、実施の形態3に係るLEDアレイ装置300と異なるが、その他の構成は実施の形態3と同様に構成することができる。また、実施の形態4に係るLEDアレイ装置400の製造方法は、基板411の主面411aに保護部材417及び衝突緩和部材418を形成する点で実施の形態3に係るLEDアレイ装置300の製造方法と異なるが、その他の工程は実施の形態2と同様の工程を採用することができる。
<< Embodiment 4 >>
The LED array device 400 according to the fourth embodiment is different from the LED array device 300 according to the third embodiment in that a protection member 417 and a collision mitigation member 418 described later are formed on the main surface 411a of the substrate 411. However, other configurations can be configured similarly to the third embodiment. Further, the manufacturing method of the LED array device 400 according to the fourth embodiment is a manufacturing method of the LED array device 300 according to the third embodiment in that the protective member 417 and the collision alleviating member 418 are formed on the main surface 411a of the substrate 411. However, the other steps can be the same as those in the second embodiment.

図18(a)及び(b)は、本発明の実施の形態4に係るLEDアレイ装置400の構成を示す平面図及び側面図である。光学素子装置としての発光素子装置(LEDアレイ装置)400は、複数のLEDアレイチップを有するが、図18においては、このうちの互いに隣り合うLEDアレイチップ410とLEDアレイチップ420とが示されている。複数のLEDアレイチップの各々(例えば、LEDアレイチップ410)は、基板411と、光学素子としての発光素子(LED)412と、マイクロレンズ413と、保護部材(第1の部材)417と、衝突緩和部材(第4の部材)418とを有する。   18A and 18B are a plan view and a side view showing the configuration of the LED array device 400 according to Embodiment 4 of the present invention. A light emitting element device (LED array device) 400 as an optical element device has a plurality of LED array chips. FIG. 18 shows an LED array chip 410 and an LED array chip 420 that are adjacent to each other. Yes. Each of the plurality of LED array chips (for example, LED array chip 410) collides with a substrate 411, a light emitting element (LED) 412 as an optical element, a microlens 413, and a protective member (first member) 417. And a relaxation member (fourth member) 418.

LEDアレイチップ410は、マイクロレンズ413の突出部413aよりも外側に(隣の基板に向けて)突き出た保護部材417を有し、LEDアレイチップ420は、保護部材417に向かい合う位置であって、LEDアレイチップ420の段差部426上に突き出た衝突緩和部材(第2の部材)428を有する。   The LED array chip 410 has a protective member 417 protruding outward (toward the adjacent substrate) from the protruding portion 413a of the microlens 413, and the LED array chip 420 is a position facing the protective member 417, A collision mitigating member (second member) 428 protruding on the stepped portion 426 of the LED array chip 420 is provided.

LEDアレイチップ420は、マイクロレンズ423の突出部423aよりも外側に(隣の基板に向けて)突き出た保護部材(第3の部材)427を有し、LEDアレイチップ410は、保護部材427に向かい合う位置であって、LEDアレイチップ410の段差部416上に突き出た衝突緩和部材418を有する。   The LED array chip 420 includes a protective member (third member) 427 that protrudes outward (toward the adjacent substrate) from the protruding portion 423 a of the microlens 423, and the LED array chip 410 is attached to the protective member 427. A collision mitigating member 418 that protrudes on the stepped portion 416 of the LED array chip 410 at a position facing each other.

LEDアレイチップ410における保護部材417は、複数のLEDアレイチップ410,420のうちの互いに隣り合うLEDアレイチップが近接するように配列された場合に、LEDアレイチップ420に形成された段差部426の範囲内に形成される。LEDアレイチップ420における衝突緩和部材428は、LEDアレイチップ410の主面411a上の保護部材417に向かい合う位置であって、LEDアレイチップ420の段差部426上に突き出るように配置される。なお、保護部材427及び衝突緩和部材418についても、上記で説明した保護部材417及び衝突緩和部材428と同様に構成すればよい。保護部材417,427及び衝突緩和部材418,428は、直方体状のブロック形状を有することが望ましい。ただし、互いに向かい合う保護部材417,427及び衝突緩和部材418,428が、互いに当接可能な形状であれば、例えば、三角柱又は球体などの他の形状でもよい。また、保護部材417,427及び衝突緩和部材418,428は、マイクロレンズの形成工程と同じ工程において、マイクロレンズと同じ材料で、形成することができる。ただし、保護部材417,427及び衝突緩和部材418,428を、マイクロレンズと異なる材料で形成してもよい。   The protection member 417 in the LED array chip 410 has a step 426 formed on the LED array chip 420 when the LED array chips adjacent to each other among the plurality of LED array chips 410 and 420 are arranged close to each other. Formed within the range. The collision alleviating member 428 in the LED array chip 420 is disposed at a position facing the protective member 417 on the main surface 411a of the LED array chip 410 and protruding on the step portion 426 of the LED array chip 420. The protective member 427 and the collision alleviating member 418 may be configured in the same manner as the protecting member 417 and the collision alleviating member 428 described above. The protection members 417 and 427 and the collision mitigation members 418 and 428 preferably have a rectangular parallelepiped block shape. However, as long as the protection members 417 and 427 and the collision mitigation members 418 and 428 facing each other can be in contact with each other, other shapes such as a triangular prism or a sphere may be used. Further, the protection members 417 and 427 and the collision relaxation members 418 and 428 can be formed of the same material as the microlens in the same process as the microlens formation process. However, the protection members 417 and 427 and the collision mitigation members 418 and 428 may be formed of a material different from that of the microlens.

実施の形態4に係るLEDアレイ装置400は、基板411の主面411aに、保護部材417及び衝突緩和部材418が形成されており、基板421の主面421aに、保護部材427及び衝突緩和部材428が形成されている点で、実施の形態3に係るLEDアレイ装置300と異なるが、その他の構成は実施の形態3に係るLEDアレイ装置300と同様である。したがって、実施の形態4に係るLEDアレイ装置400は、実施の形態3に係るLEDアレイ装置300と同様の効果を有する。   In the LED array device 400 according to Embodiment 4, a protection member 417 and a collision mitigation member 418 are formed on the main surface 411a of the substrate 411, and the protection member 427 and the collision mitigation member 428 are formed on the main surface 421a of the substrate 421. Is different from the LED array device 300 according to the third embodiment, but other configurations are the same as those of the LED array device 300 according to the third embodiment. Therefore, the LED array device 400 according to the fourth embodiment has the same effect as the LED array device 300 according to the third embodiment.

さらに、実施の形態4に係るLEDアレイ装置400によれば、LEDアレイチップ410とLEDアレイチップ420とが近接するように配列された場合に、LEDアレイチップ410の端部に配置されたマイクロレンズ413がLEDアレイチップ420に衝突する前に、保護部材417と衝突緩和部材428とが、及び、保護部材427と衝突緩和部材418とが、接触するので、複数のLEDアレイチップを配列する際のマイクロレンズの破損及びLEDアレイチップの端部の破損を減らすことができる。ただし、必ずしも、保護部材417と衝突緩和部材428とが、及び、保護部材427と衝突緩和部材418とが当接するようにLEDアレイチップ410,420を配列する必要はなく、保護部材417,427と衝突緩和部材418,428とが互いに当接しないようにLEDアレイチップ410,420を配列してもよい。   Furthermore, according to the LED array device 400 according to the fourth embodiment, when the LED array chip 410 and the LED array chip 420 are arranged so as to be close to each other, the microlens arranged at the end of the LED array chip 410. Before the 413 collides with the LED array chip 420, the protection member 417 and the collision alleviating member 428 and the protection member 427 and the collision alleviating member 418 come into contact with each other. It is possible to reduce the damage of the microlens and the edge of the LED array chip. However, it is not always necessary to arrange the LED array chips 410 and 420 so that the protective member 417 and the collision mitigating member 428 are in contact with each other, and the protective member 427 and the collision mitigating member 418 are in contact with each other. The LED array chips 410 and 420 may be arranged so that the collision relaxation members 418 and 428 do not contact each other.

なお、図18(a)及び(b)の例は、LEDアレイ装置400の長手方向において配列された複数のマイクロレンズが等ピッチになっていない場合の構成例である。すなわち、LEDアレイチップ410と420との間の間隙が狭く設定されているため、LEDアレイチップ410と420とが向かい合う端部の各々に配置されたマイクロレンズ413と423のピッチが、他のマイクロレンズのピッチに比べて狭くなっている。ただし、互いに当接する保護部材417,427と衝突緩和部材428,418の配置位置を調整した上でこれらを当接させることにより、隣り合うLEDアレイチップ間の間隙の位置決めをすることができるので、LEDアレイ装置400の長手方向において配列されたマイクロレンズが等ピッチになるように複数のLEDアレイチップを配列することもできる(後述する変形例で説明する)。   18A and 18B are configuration examples in the case where the plurality of microlenses arranged in the longitudinal direction of the LED array device 400 are not at an equal pitch. That is, since the gap between the LED array chips 410 and 420 is set to be narrow, the pitch of the microlenses 413 and 423 disposed at the end portions where the LED array chips 410 and 420 face each other is set to other microlenses. It is narrower than the lens pitch. However, by adjusting the arrangement positions of the protection members 417 and 427 and the collision mitigation members 428 and 418 that are in contact with each other, the gaps between adjacent LED array chips can be positioned by bringing them into contact with each other. It is also possible to arrange a plurality of LED array chips so that the microlenses arranged in the longitudinal direction of the LED array device 400 have an equal pitch (described in a modification described later).

《実施の形態4の第1変形例》
図19(a)及び(b)は、実施の形態4の第1変形例に係るLEDアレイ装置401の構成を概略的に示す平面図及び側面図である。図18(a)及び(b)では、複数のLEDアレイチップ410,420の端部でマイクロレンズの配列ピッチが変化する場合(すなわち、LEDアレイ装置400の長手方向において配列された複数のマイクロレンズが等ピッチになっていない場合)を例示したが、図19(a)及び(b)のLEDアレイ装置401においては、複数のLEDアレイチップ430,440の全体でマイクロレンズの配列ピッチが等ピッチである。図19(a)及び(b)に示されるように、複数のLEDアレイチップ430,440は、基板431,441と、光学素子としての発光素子であるLED432,442と、マイクロレンズ433,443とを有する。
<< First Modification of Embodiment 4 >>
FIGS. 19A and 19B are a plan view and a side view schematically showing the configuration of the LED array device 401 according to the first modification of the fourth embodiment. 18A and 18B, when the arrangement pitch of the microlenses changes at the ends of the plurality of LED array chips 410 and 420 (that is, the plurality of microlenses arranged in the longitudinal direction of the LED array device 400). In the LED array device 401 shown in FIGS. 19A and 19B, the arrangement pitch of the microlenses is the same for the plurality of LED array chips 430 and 440 as a whole. It is. As shown in FIGS. 19A and 19B, the plurality of LED array chips 430 and 440 include substrates 431 and 441, LEDs 432 and 442 as light emitting elements as optical elements, micro lenses 433 and 443, and Have

LEDアレイチップ430は、端部のマイクロレンズ433の突出部433aよりも外側、すなわち、隣接するLEDアレイチップ440側に突き出た保護部材(第1の部材)437を有し、LEDアレイチップ440は、保護部材437に向かい合う位置であって、LEDアレイチップ440の段差部446上に突き出た衝突緩和部材(第2の部材)448を有する。また、LEDアレイチップ440は、端部のマイクロレンズ443の突出部443aよりも外側、すなわち、隣接するLEDアレイチップ430側に突き出た保護部材(第3の部材)447を有し、LEDアレイチップ430は、保護部材447に向かい合う位置であって、LEDアレイチップ430の段差部436上に突き出た衝突緩和部材(第4の部材)438を有する。   The LED array chip 430 includes a protective member (first member) 437 that protrudes to the outside of the protruding portion 433a of the micro lens 433 at the end, that is, the adjacent LED array chip 440 side. In addition, a collision mitigation member (second member) 448 that protrudes on the step portion 446 of the LED array chip 440 at a position facing the protection member 437 is provided. In addition, the LED array chip 440 includes a protective member (third member) 447 that protrudes to the outside of the protruding portion 443a of the micro lens 443 at the end, that is, the adjacent LED array chip 430 side. Reference numeral 430 denotes a position facing the protection member 447 and has a collision alleviating member (fourth member) 438 protruding on the stepped portion 436 of the LED array chip 430.

保護部材437及び衝突緩和部材448は、LEDアレイチップ430,440の長手方向の間隔を決める機能を持つ。同様に、保護部材447及び衝突緩和部材438は、LEDアレイチップ430,440の長手方向の間隔を決める機能を持つ。保護部材437,447及び衝突緩和部材438,448は、直方体状のブロック形状を有することが望ましいが、三角柱又は球体などの他の形状であってもよい。   The protection member 437 and the collision alleviation member 448 have a function of determining the distance between the LED array chips 430 and 440 in the longitudinal direction. Similarly, the protection member 447 and the collision alleviating member 438 have a function of determining the distance between the LED array chips 430 and 440 in the longitudinal direction. The protection members 437 and 447 and the collision mitigation members 438 and 448 preferably have a rectangular parallelepiped block shape, but may have other shapes such as a triangular prism or a sphere.

LEDアレイ装置401によれば、LEDアレイチップ430とLEDアレイチップ440とが近接するように配列された場合に、LEDアレイチップ430の端部に配置されたマイクロレンズ433がLEDアレイチップ440に衝突する前に、保護部材437と衝突緩和部材448とが、及び、保護部材447と衝突緩和部材438とが、接触するので、複数のLEDアレイチップを配列する際のマイクロレンズの破損及びLEDアレイチップの端部の破損を減らすことができる。   According to the LED array device 401, when the LED array chip 430 and the LED array chip 440 are arranged so as to be close to each other, the microlens 433 disposed at the end of the LED array chip 430 collides with the LED array chip 440. Before the protection member 437 and the collision mitigation member 448 are in contact with each other, and the protection member 447 and the collision mitigation member 438 are in contact with each other. Can reduce breakage of the edges of the.

また、互いに当接する保護部材437,447と衝突緩和部材438,448の配置位置を調整し、これらを当接させることにより、隣り合うLEDアレイチップの間の間隙の位置決めをすることができる。   Further, by adjusting the arrangement positions of the protective members 437 and 447 and the collision alleviating members 438 and 448 that are in contact with each other and bringing them into contact with each other, the gap between the adjacent LED array chips can be positioned.

図19(a)及び(b)に示される例では、LEDアレイ装置401に配列される複数のマイクロレンズ433,443は、LEDアレイ装置401の長手方向に等ピッチで配列される。LEDアレイ装置401を用いる場合、マイクロレンズ433、443がLEDアレイ装置401の長手方向において直線状に配列されていないので、発光させるタイミングはLEDアレイチップごとに制御され、LEDアレイ装置401の長手方向において発光量が均一になるように制御される。   In the example shown in FIGS. 19A and 19B, the plurality of microlenses 433 and 443 arranged in the LED array device 401 are arranged at an equal pitch in the longitudinal direction of the LED array device 401. When the LED array device 401 is used, since the microlenses 433 and 443 are not linearly arranged in the longitudinal direction of the LED array device 401, the timing of light emission is controlled for each LED array chip, and the longitudinal direction of the LED array device 401 is The amount of light emission is controlled to be uniform.

《実施の形態4の第2変形例》
図20は、実施の形態4の第2変形例に係るLEDアレイ装置402の構成を概略的に示す平面図である。図18(a)及び(b)のLEDアレイ装置400は、保護部材(第1の部材)417と衝突緩和部材(第4の部材)418、保護部材(第3の部材)427と衝突緩和部材(第2の部材)428、並びに、2つの段差部416,426を有するが、LEDアレイ装置402は、隣接するLEDアレイチップの互いに向かい合う端部において、1組の保護部材(第1の部材)457と衝突緩和部材(第2の部材)468とを有し、1つの段差部466を有する。また、LEDアレイ装置402においては、LEDアレイチップ460のLEDアレイチップ450側の端部のマイクロレンズ463は、突出部を持たない。図20のLEDアレイ装置402においては、複数のLEDアレイチップ450,460の全体でマイクロレンズの配列ピッチを等ピッチにすることができる。また、図20に示されるように、複数のLEDアレイチップ450,460は、基板451,461と、光学素子としての発光素子であるLED452,462と、マイクロレンズ453,463とをそれぞれ有する。
<< Second Modification of Embodiment 4 >>
FIG. 20 is a plan view schematically showing a configuration of an LED array device 402 according to a second modification of the fourth embodiment. 18A and 18B includes a protection member (first member) 417, a collision mitigation member (fourth member) 418, a protection member (third member) 427, and a collision mitigation member. (Second member) 428 and two stepped portions 416 and 426, the LED array device 402 includes a pair of protective members (first members) at the end portions of the adjacent LED array chips facing each other. 457 and a collision alleviating member (second member) 468, and one step 466. In the LED array device 402, the microlens 463 at the end of the LED array chip 460 on the LED array chip 450 side does not have a protruding portion. In the LED array device 402 of FIG. 20, the arrangement pitch of the microlenses can be made equal to the whole of the plurality of LED array chips 450 and 460. As shown in FIG. 20, the plurality of LED array chips 450 and 460 include substrates 451 and 461, LEDs 452 and 462 as light emitting elements as optical elements, and microlenses 453 and 463, respectively.

LEDアレイチップ450は、端部のマイクロレンズ453の突出部453aよりも外側、すなわち、隣接するLEDアレイチップ460側に突き出た保護部材(第1の部材)457を有し、LEDアレイチップ460は、保護部材457に向かい合う位置であって、LEDアレイチップ460の段差部466上に突き出た衝突緩和部材(第2の部材)468を有する。LEDアレイ装置402は、上記以外の点については、図18(a)及び(b)、又は、図19(a)及び(b)に示されるLEDアレイ装置と同様である。   The LED array chip 450 has a protective member (first member) 457 that protrudes to the outside of the protruding portion 453a of the micro lens 453 at the end, that is, the adjacent LED array chip 460 side. , And a collision mitigating member (second member) 468 that protrudes on the stepped portion 466 of the LED array chip 460 at a position facing the protective member 457. The LED array device 402 is the same as the LED array device shown in FIGS. 18A and 18B or FIGS. 19A and 19B except for the points described above.

《実施の形態4の第3変形例》
図21は、実施の形態4の第3変形例に係る光学素子装置としてのLEDアレイ装置403の構成を概略的に示す平面図である。図21に示されるように、LEDアレイ装置403の複数のLEDアレイチップ470,480は、基板471,481と、光学素子としての発光素子であるLED472,482と、マイクロレンズ473,483とをそれぞれ有する。また、LEDアレイ装置403は、保護部材(第1の部材)477と、衝突緩和部材(第4の部材)478と、保護部材(第3の部材)487と、衝突緩和部材(第2の部材)488、並びに、段差部476,486を有する。図21の装置は、複数のLED472,482が長手方向(x方向)を基準にして傾いた所定の傾斜方向に配列されているが、他の点は、図18(a)及び(b)の装置と同様である。
<< Third Modification of Embodiment 4 >>
FIG. 21 is a plan view schematically showing a configuration of an LED array device 403 as an optical element device according to a third modification of the fourth embodiment. As shown in FIG. 21, the plurality of LED array chips 470 and 480 of the LED array device 403 include substrates 471 and 481, LEDs 472 and 482 as light emitting elements as optical elements, and microlenses 473 and 483, respectively. Have. Further, the LED array device 403 includes a protection member (first member) 477, a collision alleviating member (fourth member) 478, a protection member (third member) 487, and a collision alleviating member (second member). 488, and stepped portions 476 and 486. In the apparatus of FIG. 21, a plurality of LEDs 472 and 482 are arranged in a predetermined tilt direction tilted with respect to the longitudinal direction (x direction), but the other points are shown in FIGS. 18 (a) and 18 (b). It is the same as the device.

《実施の形態5》
図22の(a)及び(b)は、本発明の実施の形態5に係る光書き込みヘッド500の構成を概略的に示す側面図及び平面図である。図22に示されるように、光書き込みヘッド500は、実施の形態1から4に示される複数のLEDアレイチップ511をベース部材100a上に配列した構成を有する。また、複数のLEDアレイチップ511の前方(複数のLEDアレイチップ511に対向する位置)には、屈折率分布型レンズを多数配列し、全体で1個の連続した像を形成する光学系である正立等倍結像光学レンズ550を備えている。実施の形態5に係る光書き込みヘッド500によれば、実施の形態1から4に示されるマイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズ毎の特性のばらつきを小さくすることができるので、マイクロレンズアレイを透過した出射光(矢印で示される)の光量を略均一にすることができる。
<< Embodiment 5 >>
FIGS. 22A and 22B are a side view and a plan view schematically showing the configuration of the optical writing head 500 according to the fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 22, the optical writing head 500 has a configuration in which a plurality of LED array chips 511 shown in the first to fourth embodiments are arranged on a base member 100a. Further, in front of the plurality of LED array chips 511 (positions facing the plurality of LED array chips 511), an optical system in which a large number of gradient index lenses are arranged to form one continuous image as a whole. An erecting equal-magnification imaging optical lens 550 is provided. According to the optical writing head 500 according to the fifth embodiment, it is possible to reduce variation in characteristics of each microlens constituting the microlens array shown in the first to fourth embodiments. The amount of emitted light (indicated by arrows) can be made substantially uniform.

《実施の形態6》
図23は、本発明の実施の形態6に係る画像形成装置としてのLEDプリンタ600の構成を概略的に示す縦断面図である。LEDプリンタ600は、例えば、電子写真方式を採用するカラープリンタである。図23に示されるように、LEDプリンタ600は、主要な構成として、電子写真方式により用紙などのシート状部材である記録媒体P上に現像剤像(トナー像)を形成する画像形成部10K,10Y,10M,10Cと、画像形成部10K,10Y,10M,10Cに記録媒体Pを供給する媒体供給部(給紙部)30と、記録媒体Pを搬送する搬送部40と、画像形成部10K,10Y,10M,10Cの各々に対応するように配置された転写装置としての転写ローラ50と、記録媒体P上に転写されたトナー像を記録媒体P上に定着させる定着装置としての定着器60と、定着器60を通過した記録媒体Pを画像形成装置600の外部に排出する媒体排出部(排紙部)70とを有する。なお、図23には、4つの画像形成部10K,10Y,10M,10Cが示されているが、画像形成装置600が有する画像形成部の数は、3以下又は5以上であってもよい。また、図23には、カラープリンタが示されているが、本発明は、電子写真方式によって記録媒体上に画像を形成する装置であれば、画像形成部の数が1つであるモノクロプリンタにも適用可能である。さらに、本発明は、電子写真方式によって記録媒体上に画像を形成する装置であれば、複写機、ファクシミリ装置、多機能周辺装置(MFP)などのような他の装置にも適用可能である。
<< Embodiment 6 >>
FIG. 23 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of an LED printer 600 as an image forming apparatus according to Embodiment 6 of the present invention. The LED printer 600 is, for example, a color printer that employs an electrophotographic system. As shown in FIG. 23, the LED printer 600 has an image forming unit 10K that forms a developer image (toner image) on a recording medium P that is a sheet-like member such as paper by an electrophotographic method. 10Y, 10M, 10C, medium supply unit (paper feed unit) 30 for supplying the recording medium P to the image forming units 10K, 10Y, 10M, 10C, a transport unit 40 for transporting the recording medium P, and the image forming unit 10K. , 10Y, 10M, and 10C, a transfer roller 50 serving as a transfer device, and a fixing device 60 serving as a fixing device that fixes the toner image transferred onto the recording medium P onto the recording medium P. And a medium discharge section (sheet discharge section) 70 for discharging the recording medium P that has passed through the fixing device 60 to the outside of the image forming apparatus 600. In FIG. 23, four image forming units 10K, 10Y, 10M, and 10C are shown, but the number of image forming units included in the image forming apparatus 600 may be three or less, or five or more. FIG. 23 shows a color printer, but the present invention can be applied to a monochrome printer having one image forming unit as long as it is an apparatus that forms an image on a recording medium by electrophotography. Is also applicable. Furthermore, the present invention can be applied to other apparatuses such as a copying machine, a facsimile apparatus, and a multi-function peripheral apparatus (MFP) as long as the apparatus forms an image on a recording medium by an electrophotographic method.

図23に示されるように、筐体601内の媒体供給部30は、媒体カセット(用紙カセット)31と、媒体カセット31内に積載された記録媒体Pを1枚ずつ繰り出す給紙ローラ(ホッピングローラ)32と、媒体カセット31から繰り出された記録媒体Pを搬送するローラ33と、記録媒体Pを画像形成部10K,10Y,10M,10Cに向けて搬送するローラ対34とを有する。媒体カセット31は、画像形成装置600の筐体601の内部に着脱自在に装着される。媒体カセット31に積載されている記録媒体Pは、給紙ローラ32によって1枚ずつ取り出され、取り出された記録媒体Pは、媒体搬送路を矢印D61方向及び矢印D62方向に進んで画像形成部10K,10Y,10M,10Cに送られる。   As shown in FIG. 23, the medium supply unit 30 in the housing 601 includes a medium cassette (paper cassette) 31 and a sheet feeding roller (hopping roller) that feeds out the recording media P stacked in the medium cassette 31 one by one. ) 32, a roller 33 for conveying the recording medium P fed out from the medium cassette 31, and a roller pair 34 for conveying the recording medium P toward the image forming units 10K, 10Y, 10M, and 10C. The medium cassette 31 is detachably mounted inside the housing 601 of the image forming apparatus 600. The recording media P stacked on the media cassette 31 are taken out one by one by the paper feed roller 32, and the taken-out recording media P travel on the medium conveyance path in the directions of the arrow D61 and the arrow D62, and the image forming unit 10K. , 10Y, 10M, 10C.

画像形成部10K,10Y,10M,10Cは、記録媒体P上にブラック(K)色のトナー像、イエロー(Y)色のトナー像、マゼンタ(M)色のトナー像、及びシアン(C)色のトナー像をそれぞれ形成する。画像形成部10K,10Y,10M,10Cは、媒体搬送路に沿って媒体搬送方向(矢印D63方向)の上流側から下流側に向けて並んで配置されている。画像形成部10K,10Y,10M,10Cは、着脱自在に形成された各色用の画像形成ユニット12K,12Y,12M,12Cをそれぞれ有している。直列に配列された画像形成ユニット12K,12Y,12M,12Cは、画像形成部10K,10Y,10M,10Cの各色に対応して備えられ、画像形成ユニット12Kはブラックのトナーにより画像を形成し、画像形成ユニット12Yはイエローのトナーにより画像を形成し、画像形成ユニット12Mはマゼンタのトナーにより画像を形成し、画像形成ユニット12Cはシアンのトナーにより画像を形成する。画像形成ユニット12K,12Y,12M,12Cは、トナーの色が異なる点以外は、互いに基本的に同一の構造を有する。また、画像形成部10K,10Y,10M,10Cは、各色用の露光装置としての露光用光学ユニット11K,11Y,11M,11Cをそれぞれ有している。露光用光学ユニット11K,11Y,11M,11Cは、開閉可能なカバー602の内面に取り付けられている。ユーザは、カバー602を開状態にすることによって、画像形成ユニット12K,12Y,12M,12Cの各々を交換することができる。露光用光学ユニット11K,11Y,11M,11Cには、各色の画像データに基づく駆動信号がそれぞれ入力され、入力された駆動信号に応じた露光用の光を感光体ドラム13に照射する。   The image forming units 10K, 10Y, 10M, and 10C are provided on the recording medium P with a black (K) toner image, a yellow (Y) toner image, a magenta (M) toner image, and a cyan (C) color. Each toner image is formed. The image forming units 10K, 10Y, 10M, and 10C are arranged along the medium conveyance path from the upstream side to the downstream side in the medium conveyance direction (arrow D63 direction). The image forming units 10K, 10Y, 10M, and 10C have image forming units 12K, 12Y, 12M, and 12C for the respective colors that are detachably formed. The image forming units 12K, 12Y, 12M, and 12C arranged in series are provided corresponding to the respective colors of the image forming units 10K, 10Y, 10M, and 10C. The image forming unit 12K forms an image with black toner, The image forming unit 12Y forms an image with yellow toner, the image forming unit 12M forms an image with magenta toner, and the image forming unit 12C forms an image with cyan toner. The image forming units 12K, 12Y, 12M, and 12C have basically the same structure except that the toner colors are different. The image forming units 10K, 10Y, 10M, and 10C have exposure optical units 11K, 11Y, 11M, and 11C as exposure apparatuses for the respective colors. The exposure optical units 11K, 11Y, 11M, and 11C are attached to the inner surface of a cover 602 that can be opened and closed. The user can replace each of the image forming units 12K, 12Y, 12M, and 12C by opening the cover 602. The exposure optical units 11K, 11Y, 11M, and 11C receive drive signals based on the image data of the respective colors, and irradiate the photosensitive drum 13 with exposure light corresponding to the input drive signals.

図23に示されるように、画像形成ユニット12K,12Y,12M,12Cの各々は、回転可能に支持された像担持体としての感光体ドラム13と、感光体ドラム13の表面を一様に帯電させる帯電部材としての帯電ローラ14と、露光用光学ユニット11K,11Y,11M,11Cによる露光によって感光体ドラム13の表面に静電潜像を形成した後に、感光体ドラム13の表面にトナーを供給して静電潜像に対応するトナー像を形成する現像装置15と、清掃部材としてのクリーニングブレード16とを有する。   As shown in FIG. 23, each of the image forming units 12K, 12Y, 12M, and 12C uniformly charges the photosensitive drum 13 as an image carrier that is rotatably supported and the surface of the photosensitive drum 13. An electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 13 by exposure with the charging roller 14 as a charging member to be used and the exposure optical units 11K, 11Y, 11M, and 11C, and then the toner is supplied to the surface of the photosensitive drum 13 And a developing device 15 for forming a toner image corresponding to the electrostatic latent image, and a cleaning blade 16 as a cleaning member.

現像装置15は、トナー652を収容する現像剤収容スペースを形成する現像剤収容部としてのトナー収容部651と、トナー収容部651の上部開口部からトナー収容部651内に新しいトナーを補充するトナーカートリッジ(現像剤カートリッジ)とを有する。また、現像装置15は、回転可能に支持され、感光体ドラム13の表面にトナーを供給する現像剤担持体としての現像ローラ653と、トナー収容部651内に収容されたトナーを現像ローラ653に供給する供給ローラ654と、現像ローラ653の表面のトナー層の厚さを規制するトナー規制部材としての現像ブレード655とを有する。   The developing device 15 includes a toner accommodating portion 651 as a developer accommodating portion that forms a developer accommodating space for accommodating the toner 652, and a toner that replenishes new toner into the toner accommodating portion 651 from the upper opening of the toner accommodating portion 651. A cartridge (developer cartridge). Further, the developing device 15 is rotatably supported, and a developing roller 653 as a developer carrying member that supplies toner to the surface of the photosensitive drum 13, and the toner accommodated in the toner accommodating portion 651 are supplied to the developing roller 653. It has a supply roller 654 to be supplied and a developing blade 655 as a toner regulating member that regulates the thickness of the toner layer on the surface of the developing roller 653.

露光用光学ユニット11K,11Y,11M,11Cによる露光は、一様帯電した感光体ドラム13の表面に入力画像データに基づいて実行される。露光用光学ユニット11K,11Y,11M,11Cの各々は、感光体ドラム13の軸線方向に複数の発光素子が配列された光書き込みヘッド(図22の500に相当する)を含む。   Exposure by the exposure optical units 11K, 11Y, 11M, and 11C is performed on the surface of the uniformly charged photosensitive drum 13 based on input image data. Each of the exposure optical units 11K, 11Y, 11M, and 11C includes an optical writing head (corresponding to 500 in FIG. 22) in which a plurality of light emitting elements are arranged in the axial direction of the photosensitive drum 13.

図23に示されるように、搬送部40は、記録媒体Pを静電吸着して搬送する搬送ベルト(転写ベルト)43と、駆動部により回転されて搬送ベルト43を駆動するドライブローラ(駆動ローラ)41と、ドライブローラ41と対を成して搬送ベルト43を張架するテンションローラ(従動ローラ)42と、搬送ベルト43上に残留したトナーを掻き取ってクリーニングする転写ベルトクリーニングブレード44と、転写ベルトクリーニングブレード44により掻き取られることで回収されたトナーを収容する廃トナー収容部45とを有する。   As shown in FIG. 23, the transport unit 40 includes a transport belt (transfer belt) 43 that electrostatically attracts and transports the recording medium P, and a drive roller (drive roller) that is rotated by the drive unit and drives the transport belt 43. 41), a tension roller (driven roller) 42 that stretches the conveying belt 43 in pairs with the drive roller 41, a transfer belt cleaning blade 44 that scrapes and cleans the toner remaining on the conveying belt 43, and A waste toner storage unit 45 that stores toner collected by being scraped off by the transfer belt cleaning blade 44;

図23に示されるように、転写ローラ50は、搬送ベルト43を挟んで画像形成ユニット12K,12Y,12M,12Cの各々の感光体ドラム13に対向して配置されている。画像形成ユニット12K,12Y,12M,12Cの各々の感光体ドラム13の表面に形成された現像剤像(トナー像)は、媒体搬送路に沿って矢印D63方向に搬送される記録媒体Pの上面に転写ローラ50によって順に転写されて、複数のトナー像が重ねられたカラー画像が形成される。   As shown in FIG. 23, the transfer roller 50 is disposed to face the photosensitive drums 13 of the image forming units 12K, 12Y, 12M, and 12C with the conveyance belt 43 interposed therebetween. The developer image (toner image) formed on the surface of the photosensitive drum 13 of each of the image forming units 12K, 12Y, 12M, and 12C is the upper surface of the recording medium P that is conveyed in the direction of arrow D63 along the medium conveyance path. Are sequentially transferred by the transfer roller 50 to form a color image in which a plurality of toner images are superimposed.

図23に示されるように、定着器60は、互いに圧接し合う一対のローラ61,62を有する。ローラ61は、加熱ヒータを内蔵するヒートローラであり、ローラ62はローラ61に向けて押し付けられる加圧ローラである。転写ローラ50によって転写された未定着の現像剤像(トナー像)を有する記録媒体Pは、定着器60の一対のローラ61,62間を通過する(矢印D64,D65の方向)。このとき、未定着のトナー像は、加熱及び加圧されて記録媒体P上に定着される。   As shown in FIG. 23, the fixing device 60 includes a pair of rollers 61 and 62 that are in pressure contact with each other. The roller 61 is a heat roller with a built-in heater, and the roller 62 is a pressure roller pressed against the roller 61. The recording medium P having the unfixed developer image (toner image) transferred by the transfer roller 50 passes between the pair of rollers 61 and 62 of the fixing device 60 (directions of arrows D64 and D65). At this time, the unfixed toner image is fixed on the recording medium P by being heated and pressurized.

図23に示されるように、媒体排出部70は、互いに圧接し合って対向する一対のローラから成る搬送ローラ対71を有する。搬送ローラ対71を構成するローラは、回転駆動力を伝達する歯車などから構成される動力伝達機構とモータとからなる駆動部に連結されており、回転して記録媒体Pを矢印D66の方向に排出する。媒体排出部70の構成は、図23の例に限定されず、他のローラ対、記録媒体Pの通過を検出するセンサなどの他の構成をさらに備えてもよい。なお、図23に示されるLEDプリンタ600は、記録媒体Pの片面のみを印刷する場合における構成例が示されているが、記録媒体Pの両面を印刷する際に記録媒体Pを反転させるために用いる用紙反転装置を備えることもできる。   As shown in FIG. 23, the medium discharge unit 70 includes a pair of conveyance rollers 71 that are made of a pair of rollers that are pressed against each other and face each other. The rollers constituting the conveying roller pair 71 are connected to a driving unit including a power transmission mechanism including a gear for transmitting a rotational driving force and a motor, and rotate to move the recording medium P in the direction of an arrow D66. Discharge. The configuration of the medium discharge unit 70 is not limited to the example of FIG. 23, and may further include other configurations such as another roller pair and a sensor that detects the passage of the recording medium P. The LED printer 600 shown in FIG. 23 shows a configuration example in which only one side of the recording medium P is printed. In order to invert the recording medium P when printing both sides of the recording medium P, FIG. A paper reversing device to be used can also be provided.

実施の形態1〜5に係るLEDアレイ装置又は光書き込みヘッドを露光装置に搭載することで、搭載されたLEDアレイ装置から放射される光量を、LEDアレイ装置の長手方向において略均一にすることができるので、感光体ドラム上の意図しない部分への露光を防ぐことができる。したがって、印刷筋の発生を抑制できる高品質な露光装置及びLEDプリンタをより安定的に作製することができる。   By mounting the LED array device or the optical writing head according to Embodiments 1 to 5 on the exposure device, the amount of light emitted from the mounted LED array device can be made substantially uniform in the longitudinal direction of the LED array device. Therefore, it is possible to prevent exposure to an unintended portion on the photosensitive drum. Therefore, it is possible to more stably manufacture a high-quality exposure apparatus and LED printer that can suppress the generation of printing streaks.

以上に説明した実施の形態1〜5のLEDアレイ装置又は光書き込みヘッドは、図示以外の構成や製造方法に変更しても良い。例えば、発光素子として、LEDの代わりに、有機材料で形成されたエレクトロルミネッセンス(EL)素子又は無機材料で形成されたEL素子などを用いてもよい。また、発光素子としてのLEDをフリップチップ方式でLEDアレイ装置に実装してもよい。   The LED array devices or optical writing heads of Embodiments 1 to 5 described above may be changed to configurations and manufacturing methods other than those shown in the drawings. For example, an electroluminescent (EL) element formed of an organic material or an EL element formed of an inorganic material may be used as the light emitting element instead of the LED. Moreover, you may mount LED as a light emitting element in an LED array apparatus by a flip-chip system.

《変形例》
図24は、光学素子としてのLEDの変形例を概略的に示す平面図である。上記実施の形態においては、1つのマイクロレンズ(例えば、実施の形態1のマイクロレンズ113,123)の中に1つのLEDが配置された場合を説明したが、図24に示されるように、1つのマイクロレンズ113,123の中に複数個のLED112aが配置されてもよい。
<Modification>
FIG. 24 is a plan view schematically showing a modification of the LED as the optical element. In the above embodiment, the case where one LED is arranged in one microlens (for example, the microlenses 113 and 123 in the first embodiment) has been described. However, as shown in FIG. A plurality of LEDs 112 a may be arranged in the two microlenses 113 and 123.

図25は、光学素子アレイの変形例を概略的に示す平面図である。上記実施の形態においては、1枚のLEDエピタキシャルフィルムの中に1つの発光部(例えば、LED)が備えられている場合を説明したが、図25に示されるように、1枚の長尺なLEDエピタキシャルフィルム112cの中に複数のLED112bが備えられ、各LED112bをマイクロレンズ113で覆うように構成してもよい。   FIG. 25 is a plan view schematically showing a modification of the optical element array. In the above embodiment, the case where one light emitting portion (for example, LED) is provided in one LED epitaxial film has been described. However, as shown in FIG. A plurality of LEDs 112 b may be provided in the LED epitaxial film 112 c and each LED 112 b may be covered with the microlens 113.

図26(a)及び(b)は、マイクロレンズの変形例を概略的に示す側面図及び平面図である。上記実施の形態においては、集光レンズとしてのマイクロレンズ(例えば、実施の形態1のマイクロレンズ113,123)が、半球状のレンズである場合を例示したが、図26(a)及び(b)に示されるように、複数のレンズ部分を2次元的に規則的に配列した複合レンズであるマイクロレンズ713を採用してもよい。   FIGS. 26A and 26B are a side view and a plan view schematically showing a modification of the microlens. In the above embodiment, the case where the microlens as the condensing lens (for example, the microlenses 113 and 123 in the first embodiment) is a hemispherical lens is illustrated, but FIGS. ), A microlens 713 which is a compound lens in which a plurality of lens portions are regularly arranged two-dimensionally may be employed.

なお、上記実施の形態1〜4においては、光学素子装置が、発光素子装置である場合を説明したが、光学素子として受光素子(例えば、フォトダイオード)を備えることによって、光学素子装置を受光素子装置、例えば、イメージスキャナにおける画像読み取り部としてのラインセンサとすることができる。この場合には、光学素子装置としての受光デバイスに入射する入射光の光量のばらつきを小さくすることができ、高品質な受光性能を得ることができる。   In the first to fourth embodiments, the case where the optical element device is a light emitting element device has been described. However, by providing a light receiving element (for example, a photodiode) as an optical element, the optical element device is changed to a light receiving element. It can be a line sensor as an image reading unit in an apparatus, for example, an image scanner. In this case, variation in the amount of incident light incident on the light receiving device as the optical element device can be reduced, and high-quality light receiving performance can be obtained.

100〜105,300〜302,400〜403 LEDアレイ装置、 110,160,180,310,330,350,410,430,450,470 LEDアレイチップ、 111,161,181,311,331,351,411,431,451,471 基板(第1の基板)、 111a,311a 主面、 111b 端辺、 112,162,182,312,332,352,412,432,452,472 LED、 113,163,183,313,333,353,413,433,453,473 マイクロレンズ(第1のマイクロレンズ)、 113a,163a,183a,313a,333a,353a 突出部(第1の突出部)、 114 LEDアレイ、 120,130,140,150,170,190,320,340,360,420,440,460,480 LEDアレイチップ、 121,131,141,151,171,191,321,341,361,421,441,461,481 基板、 121a,131a,141a,321a 主面、 121b 端辺、 122,132,142,152,172,192,322,342,362,422,442,462,482 LED、 123,133,143,153,173,193,323,343,363,423,443,463,483 マイクロレンズ(第2のマイクロレンズ)、 123a,153a,173a,193a,323a 突出部(第2の突出部)、 124 LEDアレイ、 211 基板、 211a 主面、 211c 溝、 212 LED、 213 マイクロレンズ、 250 レジストフィルム(ドライフィルムレジスト)、 316,326,346,366,416,426,436,446,466,476,486 段差部、 417,427,437,447,457,477,487 保護部材、 418,428,438,448,468,478,488 衝突緩和部材、 500 光書き込みヘッド、 600 画像形成装置。   100-105, 300-302, 400-403 LED array device, 110, 160, 180, 310, 330, 350, 410, 430, 450, 470 LED array chip, 111, 161, 181, 311, 331, 351 411, 431, 451, 471 substrate (first substrate), 111a, 311a main surface, 111b edge, 112, 162, 182, 312, 332, 352, 412, 432, 452, 472 LED, 113, 163 183, 313, 333, 353, 413, 433, 453, 473 Microlens (first microlens), 113a, 163a, 183a, 313a, 333a, 353a Projection (first projection), 114 LED array, 120, 130, 140, 150, 170 190, 320, 340, 360, 420, 440, 460, 480 LED array chip, 121, 131, 141, 151, 171, 191, 321, 341, 361, 421, 441, 461, 481 substrate, 121a, 131a, 141a, 321a main surface, 121b edge, 122, 132, 142, 152, 172, 192, 322, 342, 362, 422, 442, 462, 482 LED, 123, 133, 143, 153, 173, 193, 323 , 343, 363, 423, 443, 463, 483 Microlens (second microlens), 123a, 153a, 173a, 193a, 323a Projection (second projection), 124 LED array, 211 substrate, 211a main Surface, 211c groove, 212 LED, 213 microlens, 250 resist film (dry film resist), 316, 326, 346, 366, 416, 426, 436, 446, 466, 476, 486, stepped portion, 417, 427, 437, 447, 457, 477 , 487 protection member, 418, 428, 438, 448, 468, 478, 488 collision mitigation member, 500 optical writing head, 600 image forming apparatus.

Claims (17)

第1の基板と、前記第1の基板上に配置された複数の光学素子を含む第1の光学素子アレイと、前記第1の基板上に前記第1の光学素子アレイを覆うように形成された複数の第1のマイクロレンズを含む第1のマイクロレンズアレイと、を有する第1の光学素子チップと、
第2の基板と、前記第2の基板上に配置された複数の光学素子を含む第2の光学素子アレイと、前記第2の基板上に前記第2の光学素子アレイを覆うように形成された複数の第2のマイクロレンズを含む第2のマイクロレンズアレイと、を有する第2の光学素子チップと、
を備え、
前記第1の基板と前記第2の基板とは、互いに隣り合うように配置され、
前記複数の第1のマイクロレンズのうちの前記第2の基板に最も近い位置に配置された第1のマイクロレンズは、前記第1の基板の前記第2の基板に対向する端辺から前記第2の基板に向けて突き出た第1の突出部を有する
ことを特徴とする光学素子装置。
A first substrate; a first optical element array including a plurality of optical elements disposed on the first substrate; and a first optical element array formed on the first substrate so as to cover the first optical element array. A first microlens array including a plurality of first microlenses, and a first optical element chip,
A second substrate; a second optical element array including a plurality of optical elements disposed on the second substrate; and the second optical element array formed on the second substrate so as to cover the second optical element array. A second optical element chip having a second microlens array including a plurality of second microlenses,
With
The first substrate and the second substrate are disposed adjacent to each other,
Of the plurality of first microlenses, the first microlens disposed at a position closest to the second substrate is the first microlens from the edge of the first substrate facing the second substrate. An optical element device comprising: a first protrusion protruding toward the second substrate.
前記複数の第2のマイクロレンズのうちの前記第1の基板に最も近い位置に配置された第2のマイクロレンズは、前記第2の基板の前記第1の基板に対向する端辺から前記第1の基板に向けて突き出た第2の突出部を有することを特徴とする請求項1に記載の光学素子装置。   Of the plurality of second microlenses, the second microlens disposed at a position closest to the first substrate is the first substrate of the second substrate from the side of the second substrate facing the first substrate. The optical element device according to claim 1, further comprising a second projecting portion projecting toward one substrate. 前記複数の第1のマイクロレンズと前記複数の第2のマイクロレンズとを含む複数のマイクロレンズは、前記第1の基板の長手方向に等ピッチに配列されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の光学素子装置。   The plurality of microlenses including the plurality of first microlenses and the plurality of second microlenses are arranged at an equal pitch in a longitudinal direction of the first substrate. Or the optical element apparatus of 2. 前記複数の第1のマイクロレンズは、所定方向に直線状に配列されており、
前記複数の第2のマイクロレンズは、前記所定方向に直線状に配列されており、
前記第1のマイクロレンズアレイと前記第2のマイクロレンズアレイとは、前記所定方向に直線状に配列されている
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の光学素子装置。
The plurality of first microlenses are arranged linearly in a predetermined direction,
The plurality of second microlenses are arranged linearly in the predetermined direction,
The optical element device according to any one of claims 1 to 3, wherein the first microlens array and the second microlens array are linearly arranged in the predetermined direction. .
前記複数の第1のマイクロレンズは、所定方向に直線状に配列されており、
前記複数の第2のマイクロレンズは、前記所定方向に直線状に配列されており、
前記第1のマイクロレンズアレイと前記第2のマイクロレンズアレイとは、前記所定方向に直交する方向において異なる位置に配置されている
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の光学素子装置。
The plurality of first microlenses are arranged linearly in a predetermined direction,
The plurality of second microlenses are arranged linearly in the predetermined direction,
The first microlens array and the second microlens array are arranged at different positions in a direction orthogonal to the predetermined direction. Optical element device.
前記複数の第1のマイクロレンズは、前記第1の基板の長手方向を基準にして傾いた第1の傾斜方向に配列されており、
前記複数の第2のマイクロレンズは、前記第2の基板の長手方向を基準にして傾いた第2の傾斜方向に配列されており、
前記複数の第1のマイクロレンズのうちの前記第2の基板に最も近い第1のマイクロレンズと前記複数の第2のマイクロレンズのうちの前記第1の基板に最も近い第2のマイクロレンズとは、前記第1の基板の長手方向に直交する方向において異なる位置に配置されている
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の光学素子装置。
The plurality of first microlenses are arranged in a first inclined direction inclined with respect to a longitudinal direction of the first substrate,
The plurality of second microlenses are arranged in a second inclined direction inclined with respect to a longitudinal direction of the second substrate,
A first microlens closest to the second substrate of the plurality of first microlenses, and a second microlens closest to the first substrate of the plurality of second microlenses; Are arranged at different positions in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the first substrate. The optical element device according to any one of claims 1 to 3.
前記複数の第1のマイクロレンズのうちの前記第2の基板に最も近い第1のマイクロレンズの前記第1の突出部は、前記第2の基板上に重なる部分を有することを特徴とする請求項5又は6に記載の光学素子装置。   The first projecting portion of the first microlens closest to the second substrate among the plurality of first microlenses has a portion overlapping the second substrate. Item 7. The optical element device according to Item 5 or 6. 前記第2の基板は、前記第1の突出部に対向する前記第2の基板の端部に段差部を有することを特徴とする請求項5又は6に記載の光学素子装置。   The optical element device according to claim 5, wherein the second substrate has a stepped portion at an end portion of the second substrate facing the first projecting portion. 前記第1の基板は、前記第2の突出部に対向する前記第1の基板の端部に段差部を有することを特徴とする請求項8に記載の光学素子装置。   The optical element device according to claim 8, wherein the first substrate has a step portion at an end portion of the first substrate facing the second projecting portion. 前記第1の光学素子チップは、前記第1の基板に備えられ、前記第1の突出部よりも前記第2の基板側に突き出た第1の部材を有し、
前記第2の光学素子チップは、前記第2の基板に備えられ、前記第1の部材に当接又は対向する第2の部材を有する
ことを特徴とする請求項9に記載の光学素子装置。
The first optical element chip includes a first member provided on the first substrate and protruding toward the second substrate from the first protrusion,
The optical element device according to claim 9, wherein the second optical element chip includes a second member that is provided on the second substrate and is in contact with or faces the first member.
前記第2の光学素子チップは、前記第2の基板に備えられ、前記第2の突出部よりも前記第1の基板側に突き出た第3の部材を有し、
前記第1の光学素子チップは、前記第1の基板に備えられ、前記第3の部材に当接又は対向する第4の部材を有する
ことを特徴とする請求項10に記載の光学素子装置。
The second optical element chip includes a third member that is provided on the second substrate and protrudes toward the first substrate from the second protrusion,
The optical element device according to claim 10, wherein the first optical element chip includes a fourth member that is provided on the first substrate and is in contact with or opposed to the third member.
前記複数の第1のマイクロレンズ及び前記複数の第2のマイクロレンズの各々は、規則的に配列された複数のレンズ部分を含む複合レンズであることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の光学素子装置。   12. The compound lens according to claim 1, wherein each of the plurality of first microlenses and the plurality of second microlenses is a compound lens including a plurality of lens portions regularly arranged. The optical element device according to item 1. 前記第1の光学素子アレイ及び前記第2の光学素子アレイは、発光素子アレイであることを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の光学素子装置。   The optical element device according to any one of claims 1 to 12, wherein the first optical element array and the second optical element array are light emitting element arrays. 前記第1の光学素子アレイ及び前記第2の光学素子アレイは、受光素子アレイであることを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の光学素子装置。   The optical element device according to any one of claims 1 to 12, wherein the first optical element array and the second optical element array are light receiving element arrays. 請求項13に記載の光学素子装置を有することを特徴とする光書き込みヘッド。   An optical writing head comprising the optical element device according to claim 13. 請求項15に記載の光書き込みヘッドを有することを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the optical writing head according to claim 15. 基板の主面上に、複数の光学素子を配置する工程と、
前記基板の前記主面に溝を形成して、前記基板から、前記複数の光学素子の一部によって形成された第1の光学素子アレイが配置された第1の基板用の部分と前記複数の光学素子の他の一部によって形成された第2の光学素子アレイが配置された第2の基板用の部分とを形成する工程と、
前記第1の光学素子アレイ及び前記第2の光学素子アレイを覆い、且つ、前記溝の上部を覆う、マイクロレンズ形成用のレジストフィルムを配置する工程と、
フォトリソグラフィを用いて、前記レジストフィルムから前記第1の光学素子アレイ上に複数の第1のマイクロレンズを含む第1のマイクロレンズアレイを形成し、前記第2の光学素子アレイ上に複数の第2のマイクロレンズを含む第2のマイクロレンズアレイを形成する工程と、
前記溝の位置において前記基板を分割することによって、前記第1の基板用の部分からなる第1の基板と前記第1の光学素子アレイと前記第1のマイクロレンズアレイとを有する第1の光学素子チップと、前記第2の基板用の部分からなる第2の基板と前記第2の光学素子アレイと前記第2のマイクロレンズアレイとを有する第2の光学素子チップと、を形成する工程と、
を有することを特徴とする光学素子チップの製造方法。
Arranging a plurality of optical elements on the main surface of the substrate;
A groove is formed in the main surface of the substrate, and a portion for the first substrate on which a first optical element array formed by a part of the plurality of optical elements is arranged from the substrate, and the plurality of the plurality Forming a second substrate portion on which a second optical element array formed by another part of the optical element is disposed;
A step of disposing a resist film for forming a microlens that covers the first optical element array and the second optical element array and covers an upper part of the groove;
Using photolithography, a first microlens array including a plurality of first microlenses is formed on the first optical element array from the resist film, and a plurality of first microlens arrays are formed on the second optical element array. Forming a second microlens array including two microlenses;
By dividing the substrate at the position of the groove, a first optical device having a first substrate composed of a portion for the first substrate, the first optical element array, and the first microlens array. Forming a second optical element chip having an element chip, a second substrate composed of a portion for the second substrate, the second optical element array, and the second microlens array; ,
A method of manufacturing an optical element chip, comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019083241A (en) * 2017-10-30 2019-05-30 株式会社沖データ Semiconductor device, optical device, image forming apparatus, and image reading device

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