JP2838182B2 - 単眼レンズヘッド用ｌｅｄアレイ - Google Patents
単眼レンズヘッド用ｌｅｄアレイInfo
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Description
【０００１】
【発明の利用分野】この発明は、ＬＥＤヘッドに用いる
ＬＥＤアレイに関する。
ＬＥＤアレイに関する。
【０００２】
【従来技術】単眼レンズを用いたＬＥＤヘッドは低価格
で高性能との特徴を持つが、未だに実用化されていな
い。単眼レンズ方式のＬＥＤヘッドに関して指摘されて
いる問題点は、次の通りである。 1) レンズとＬＥＤアレイとを１：１に対応させ、ＬＥ
Ｄアレイに対してレンズを正確に搭載することが必要で
ある。しかしレンズやアレイを正確に搭載するのは難し
い。 2) 均一な特性で明るく、しかも結像性能の優れたレン
ズを、安価に製造するのが難しい。 3) ＬＥＤアレイの特性のばらつきやレンズの特性のば
らつきは、ブロック（ＬＥＤアレイ単位のブロック）毎
の特性ばらつきをもたらす。またアレイとレンズとの位
置決め誤差は、ブロックの変わり目での白筋や黒筋をも
たらす。
で高性能との特徴を持つが、未だに実用化されていな
い。単眼レンズ方式のＬＥＤヘッドに関して指摘されて
いる問題点は、次の通りである。 1) レンズとＬＥＤアレイとを１：１に対応させ、ＬＥ
Ｄアレイに対してレンズを正確に搭載することが必要で
ある。しかしレンズやアレイを正確に搭載するのは難し
い。 2) 均一な特性で明るく、しかも結像性能の優れたレン
ズを、安価に製造するのが難しい。 3) ＬＥＤアレイの特性のばらつきやレンズの特性のば
らつきは、ブロック（ＬＥＤアレイ単位のブロック）毎
の特性ばらつきをもたらす。またアレイとレンズとの位
置決め誤差は、ブロックの変わり目での白筋や黒筋をも
たらす。
【０００３】発明者はこれら以外に、単眼レンズ方式の
ＬＥＤヘッドの問題点として、アレイの中心部からの光
に対して、アレイの周辺部から得られる光が暗くなるこ
とを見い出した。この機構を図７に示す。図のように発
光出力が均一なＬＥＤアレイ０２を用いて、単眼レンズ
２により感光体ドラム等に結像させる。個々のＬＥＤか
ら出射される光の強度分布は、出射角をθとして、ＣＯ
Ｓθの４乗に比例する。これはＬＥＤ光のビームの角度
分布を表している。ＬＥＤアレイ０２の両端付近からの
光はビームの内で出射角θが大きい部分が主として用い
られ、アレイ０２の中心部では出射角θが小さい部分が
主として用いられる。このため感光体ドラム等での受光
出力は、ブロックの中心で大きく、周辺では小さい。図
７のように光路を考えると、ＬＥＤからの出射角θはレ
ンズ２への入射角に等しく、受光出力はＣＯＳθの４乗
に依存して変化する。このためブロック毎に、ブロック
の中心と周辺とで出力のむらが生じる。
ＬＥＤヘッドの問題点として、アレイの中心部からの光
に対して、アレイの周辺部から得られる光が暗くなるこ
とを見い出した。この機構を図７に示す。図のように発
光出力が均一なＬＥＤアレイ０２を用いて、単眼レンズ
２により感光体ドラム等に結像させる。個々のＬＥＤか
ら出射される光の強度分布は、出射角をθとして、ＣＯ
Ｓθの４乗に比例する。これはＬＥＤ光のビームの角度
分布を表している。ＬＥＤアレイ０２の両端付近からの
光はビームの内で出射角θが大きい部分が主として用い
られ、アレイ０２の中心部では出射角θが小さい部分が
主として用いられる。このため感光体ドラム等での受光
出力は、ブロックの中心で大きく、周辺では小さい。図
７のように光路を考えると、ＬＥＤからの出射角θはレ
ンズ２への入射角に等しく、受光出力はＣＯＳθの４乗
に依存して変化する。このためブロック毎に、ブロック
の中心と周辺とで出力のむらが生じる。
【０００４】これに対して最初に考えられる対策は、Ｌ
ＥＤ（発光体）の発光面積をアレイ０２の中心と周辺と
で変え、中心で発光面積を小さくし、周辺で大きくする
ことである。しかしこれでは、ＬＥＤアレイ０２のマス
クが複雑になり、かつアレイ０２の中心と周辺とでドッ
トサイズが異なることになる。さらに単眼レンズには像
面湾曲等があり、一般に周辺で結像性能が低下し、ドッ
トサイズが増加する。ここで周辺の発光体に対して発光
面積を増加させると、像面湾曲等の影響に発光面積を大
きくした影響が加わり、アレイ周辺部からの光のドット
サイズが著しく増加する。
ＥＤ（発光体）の発光面積をアレイ０２の中心と周辺と
で変え、中心で発光面積を小さくし、周辺で大きくする
ことである。しかしこれでは、ＬＥＤアレイ０２のマス
クが複雑になり、かつアレイ０２の中心と周辺とでドッ
トサイズが異なることになる。さらに単眼レンズには像
面湾曲等があり、一般に周辺で結像性能が低下し、ドッ
トサイズが増加する。ここで周辺の発光体に対して発光
面積を増加させると、像面湾曲等の影響に発光面積を大
きくした影響が加わり、アレイ周辺部からの光のドット
サイズが著しく増加する。
【０００５】
【発明の課題】この発明の課題は、このような発光出力
の分布を解消し、ブロック内での出力むらの無いＬＥＤ
ヘッドを提供するためのＬＥＤアレイを得ることにあ
る。
の分布を解消し、ブロック内での出力むらの無いＬＥＤ
ヘッドを提供するためのＬＥＤアレイを得ることにあ
る。
【０００６】
【発明の構成】この発明は、単眼レンズを用いたＬＥＤ
ヘッドに用いるためのＬＥＤアレイであって、ＬＥＤア
レイの発光体を配列したのと同じ側の面の両端部付近
に、該アレイのカソード電極を配置したことを特徴とす
る。
ヘッドに用いるためのＬＥＤアレイであって、ＬＥＤア
レイの発光体を配列したのと同じ側の面の両端部付近
に、該アレイのカソード電極を配置したことを特徴とす
る。
【０００７】
【発明の作用】この発明では、ＬＥＤアレイの発光体を
配列したのと同じ側の面の両端部付近に、該アレイのカ
ソード電極を配置する。このようにすると、個々の発光
体に接続したアノード電極（陽極）から、アレイの両端
付近に配置したカソード電極（陰極）への抵抗値は、ア
レイの内部抵抗のため、アレイの中央部の発光体で大き
く、周辺部の発光体では小さくなる。この結果、周辺部
の発光体に対して発光電流が増加し、単眼レンズを用い
たヘッドでの出力分布を解消することができる。
配列したのと同じ側の面の両端部付近に、該アレイのカ
ソード電極を配置する。このようにすると、個々の発光
体に接続したアノード電極（陽極）から、アレイの両端
付近に配置したカソード電極（陰極）への抵抗値は、ア
レイの内部抵抗のため、アレイの中央部の発光体で大き
く、周辺部の発光体では小さくなる。この結果、周辺部
の発光体に対して発光電流が増加し、単眼レンズを用い
たヘッドでの出力分布を解消することができる。
【０００８】
【実施例】図１，図２に実施例のＬＥＤアレイを示す。
図２において、４はアレイオンシリコンのＬＥＤアレイ
で、シリコン基板６にＧａＡｓ層８をエピタキシャル成
長等で形成したもので、１０はＧａＡｓバッファー、１
２はＧａＡｓのＮ型第１層、１４はＧａＡｓのＰ型第１
層、１６はＧａＡｓのＰ型第２層である。また１８は発
光体、２０はシリカや窒化ケイ素等の絶縁膜、２２はＡ
ｌ等のアノード電極、２４は同じくＡｌ等のカソード電
極である。このようなＬＥＤアレイ４を製造するには、
シリコン基板６に、ＧａＡｓバッファー１０とＮ型第１
層１２、Ｐ型第１層１４をエピタキシャル成長させ、絶
縁膜２０に設けた窓を介してＰ型不純物を注入し、Ｐ型
第２層１６や発光体１８を形成する。カソード電極２４
の付近にはＧａＡｓ層８はなく、カソード電極２４はシ
リコン基板６上に直接形成してある。このようにする
と、カソード電極２４は発光体１８を設けたのと同じ側
の面に現れ、アノード電極２２は必然的に発光体１８と
同じ側の面に現れるので、カソード電極２４とアノード
電極２２は同じ側の面に現れる。カソード電極２４とア
ノード電極２２はともにシリコン基板６上にあり、違い
はアノード電極ではシリコン基板６との間に絶縁膜２０
があることのみで、この結果電極２２，２４の表面はほ
ぼ同じ高さとなり、これらの電極２２，２４は同じ面上
に配置される。
図２において、４はアレイオンシリコンのＬＥＤアレイ
で、シリコン基板６にＧａＡｓ層８をエピタキシャル成
長等で形成したもので、１０はＧａＡｓバッファー、１
２はＧａＡｓのＮ型第１層、１４はＧａＡｓのＰ型第１
層、１６はＧａＡｓのＰ型第２層である。また１８は発
光体、２０はシリカや窒化ケイ素等の絶縁膜、２２はＡ
ｌ等のアノード電極、２４は同じくＡｌ等のカソード電
極である。このようなＬＥＤアレイ４を製造するには、
シリコン基板６に、ＧａＡｓバッファー１０とＮ型第１
層１２、Ｐ型第１層１４をエピタキシャル成長させ、絶
縁膜２０に設けた窓を介してＰ型不純物を注入し、Ｐ型
第２層１６や発光体１８を形成する。カソード電極２４
の付近にはＧａＡｓ層８はなく、カソード電極２４はシ
リコン基板６上に直接形成してある。このようにする
と、カソード電極２４は発光体１８を設けたのと同じ側
の面に現れ、アノード電極２２は必然的に発光体１８と
同じ側の面に現れるので、カソード電極２４とアノード
電極２２は同じ側の面に現れる。カソード電極２４とア
ノード電極２２はともにシリコン基板６上にあり、違い
はアノード電極ではシリコン基板６との間に絶縁膜２０
があることのみで、この結果電極２２，２４の表面はほ
ぼ同じ高さとなり、これらの電極２２，２４は同じ面上
に配置される。
【０００９】カソード電極２４はアレイ４の両端の上下
に各箇所ずつ合計４箇所設け、両端に設けるのはアレイ
４の中心部からカソード電極までの抵抗（主としてシリ
コン基板６の抵抗）が、アレイ４の短辺方向中心軸Ａ−
Ａ線に関して、対称になるようにするためである。また
アレイ４の両端に２箇所ずつカソード電極２４を設けた
のは、アノード電極２２を２列に配置したので、各列に
対してそれぞれカソード電極２４を設け、上下の列でカ
ソード電極２４とアノード電極２２間の抵抗値が異なら
ないようにし、２つの列を対称にするためである。
に各箇所ずつ合計４箇所設け、両端に設けるのはアレイ
４の中心部からカソード電極までの抵抗（主としてシリ
コン基板６の抵抗）が、アレイ４の短辺方向中心軸Ａ−
Ａ線に関して、対称になるようにするためである。また
アレイ４の両端に２箇所ずつカソード電極２４を設けた
のは、アノード電極２２を２列に配置したので、各列に
対してそれぞれカソード電極２４を設け、上下の列でカ
ソード電極２４とアノード電極２２間の抵抗値が異なら
ないようにし、２つの列を対称にするためである。
【００１０】好ましくは図２に示したように、アノード
電極２２はアレイ４の短辺方向中心軸Ａ−Ａ線と長辺方
向中心軸Ｂ−Ｂ線とに関して対称に配置し、アノード電
極２２はＡ−Ａ線とＢ−Ｂ線の２軸に関して線対称とす
る。このようにすることの第１の効果は、図２のよう
に、アノード電極２２の面積をできる限り大きくし、ボ
ンディングを容易にすることである。事実Ａ−Ａ線とＢ
−Ｂ線の２軸に対称な配置とすることにより、アノード
電極２２のボンディングパッドの面積を最大にできる。
第２の効果は、Ａ−Ａ線の両側で発光体１８とアノード
電極２２との接続が反転するので、アレイ４の中心を検
出し易くなることである。これは単眼レンズ２の中心と
アレイ４の中心を一致させ、アレイ４とレンズ２との位
置合わせを容易にする。アノード電極２２でボンディン
グパッドから発光体１８へと延びる電極を見ると、電極
の向きはＡ−Ａ線の両側で対称で、アレイ４の中心部で
のみ２つの電極の向きが等しくなり、これ以外の位置で
は隣合った２つの電極は向きが逆となる。これ以外に、
アノード電極２２をＡ−Ａ線とＢ−Ｂ線の２軸に対称に
することには、ヘッドの基板との接続が容易にする意義
がある。この点は、図４を用いて後述する。
電極２２はアレイ４の短辺方向中心軸Ａ−Ａ線と長辺方
向中心軸Ｂ−Ｂ線とに関して対称に配置し、アノード電
極２２はＡ−Ａ線とＢ−Ｂ線の２軸に関して線対称とす
る。このようにすることの第１の効果は、図２のよう
に、アノード電極２２の面積をできる限り大きくし、ボ
ンディングを容易にすることである。事実Ａ−Ａ線とＢ
−Ｂ線の２軸に対称な配置とすることにより、アノード
電極２２のボンディングパッドの面積を最大にできる。
第２の効果は、Ａ−Ａ線の両側で発光体１８とアノード
電極２２との接続が反転するので、アレイ４の中心を検
出し易くなることである。これは単眼レンズ２の中心と
アレイ４の中心を一致させ、アレイ４とレンズ２との位
置合わせを容易にする。アノード電極２２でボンディン
グパッドから発光体１８へと延びる電極を見ると、電極
の向きはＡ−Ａ線の両側で対称で、アレイ４の中心部で
のみ２つの電極の向きが等しくなり、これ以外の位置で
は隣合った２つの電極は向きが逆となる。これ以外に、
アノード電極２２をＡ−Ａ線とＢ−Ｂ線の２軸に対称に
することには、ヘッドの基板との接続が容易にする意義
がある。この点は、図４を用いて後述する。
【００１１】ＬＥＤアレイ４の発光出力分布を考える
と、発光体１８は均一な発光面積であるが、カソード電
極２４との距離がアレイ４の中心と両端付近とで異な
り、周辺の発光体ほどカソード電極２４との間の抵抗が
小さい。アノード電極２２から注入された発光電流はシ
リコン基板６やＧａＡｓバッファー１０を通じてカソー
ド電極２４へ流れ、シリコン基板６やＧａＡｓバッファ
ー１０の抵抗値を選べば、これらの抵抗値を図７での出
射角θに対してＣＯＳθの４乗の関数となるように定め
ることができる。この結果発光電流をＣＯＳθの４乗の
関数として変化させ、単眼レンズ２を介して結像した際
に、光の強度分布を均一にすることができる。
と、発光体１８は均一な発光面積であるが、カソード電
極２４との距離がアレイ４の中心と両端付近とで異な
り、周辺の発光体ほどカソード電極２４との間の抵抗が
小さい。アノード電極２２から注入された発光電流はシ
リコン基板６やＧａＡｓバッファー１０を通じてカソー
ド電極２４へ流れ、シリコン基板６やＧａＡｓバッファ
ー１０の抵抗値を選べば、これらの抵抗値を図７での出
射角θに対してＣＯＳθの４乗の関数となるように定め
ることができる。この結果発光電流をＣＯＳθの４乗の
関数として変化させ、単眼レンズ２を介して結像した際
に、光の強度分布を均一にすることができる。
【００１２】発光体１８の面積は均一で、アレイ４の周
辺部でも光のビーム径の太りがない。周辺部の発光体
（アレイ４の両端付近の発光体）では、発光電流の増加
に従って発光ビームのピーク高さが増加し、結像に際し
てはビームの内で感光体ドラム等の露光域値よりもビー
ム強度が高い部分で、露光ドットのサイズが定まる。周
辺の発光体に対してはＣＯＳθの４乗則が働き、発光体
から射出された直後のビームで考えると、露光の域値は
中央の発光体よりも高くなる。このことはドット径を絞
ることを意味する。そしてこれに単眼レンズ４での像面
湾曲等の周辺での結像性能の低下を加味すると、結像性
能の低下をドット径の減少で補い、アレイ４の中心部で
の周辺部でも結像時のドット径を、ほぼ均一にできる。
辺部でも光のビーム径の太りがない。周辺部の発光体
（アレイ４の両端付近の発光体）では、発光電流の増加
に従って発光ビームのピーク高さが増加し、結像に際し
てはビームの内で感光体ドラム等の露光域値よりもビー
ム強度が高い部分で、露光ドットのサイズが定まる。周
辺の発光体に対してはＣＯＳθの４乗則が働き、発光体
から射出された直後のビームで考えると、露光の域値は
中央の発光体よりも高くなる。このことはドット径を絞
ることを意味する。そしてこれに単眼レンズ４での像面
湾曲等の周辺での結像性能の低下を加味すると、結像性
能の低下をドット径の減少で補い、アレイ４の中心部で
の周辺部でも結像時のドット径を、ほぼ均一にできる。
【００１３】カソード電極２４からのアレイ４内での抵
抗値はＣＯＳθの４乗の関数として変化させることが理
想的であるが、これに限るものではなく、アレイ４の両
端で抵抗値が小さく、中央部で抵抗値が大きいようにす
れば良い。
抗値はＣＯＳθの４乗の関数として変化させることが理
想的であるが、これに限るものではなく、アレイ４の両
端で抵抗値が小さく、中央部で抵抗値が大きいようにす
れば良い。
【００１４】ＬＥＤアレイ４の駆動方法としては、定電
圧駆動と定電流駆動とが代表的であるが、定電圧駆動の
場合、ＬＥＤアレイ４内でカソード電極２４とアノード
電極２２との間に、例えば５０〜１００Ω程度の抵抗値
分布を設ければ、無効電圧として１Ｖ程度の分布が生
じ、結像時の出力分布をほぼ解消できる。定電流駆動の
場合、アレイ４での抵抗値を変えても発光電流は定電圧
駆動ほど変化しないが、通常の定電流電源は完全な定電
流電源ではなく、ＬＥＤアレイ４内でのインピーダンス
の分布により発光出力を制御し、中心での発光出力を小
さくし、周辺での発光出力を大きくすることができる。
圧駆動と定電流駆動とが代表的であるが、定電圧駆動の
場合、ＬＥＤアレイ４内でカソード電極２４とアノード
電極２２との間に、例えば５０〜１００Ω程度の抵抗値
分布を設ければ、無効電圧として１Ｖ程度の分布が生
じ、結像時の出力分布をほぼ解消できる。定電流駆動の
場合、アレイ４での抵抗値を変えても発光電流は定電圧
駆動ほど変化しないが、通常の定電流電源は完全な定電
流電源ではなく、ＬＥＤアレイ４内でのインピーダンス
の分布により発光出力を制御し、中心での発光出力を小
さくし、周辺での発光出力を大きくすることができる。
【００１５】
【変形例】図１，図２では、シリコン基板６上にＧａＡ
ｓ層８を積層したＬＥＤアレイ４を示したが、シリコン
基板６無しでも、出射角θの影響を補正したＬＥＤアレ
イが得られる。このようなＬＥＤアレイ３０を図３に示
す。図において、３２はＮ型のＧａＡｓ基板で、３４は
基板３２上にエピタキシャル成長させたＰ型のＧａＡｓ
層、３６は絶縁膜２０に設けた窓からＰ型不純物を注入
した発光体である。このＬＥＤアレイ３０は文字通りに
プレーナーである。図３のように図示しないアノード電
極（絶縁膜２０上に形成し、配置は図２と同じ）から発
光電流を注入すると、発光電流は少数キャリアとしてＮ
型のＧａＡｓ基板３２を流れて、カソード電極２４へと
流れる。そしてＮ型のＧａＡｓ基板３２の抵抗値を利用
し、カソード電極２４から遠い発光体ほど発光電流を小
さくし、ＣＯＳθの４乗の関数を近似した発光出力分布
を得ることができる。
ｓ層８を積層したＬＥＤアレイ４を示したが、シリコン
基板６無しでも、出射角θの影響を補正したＬＥＤアレ
イが得られる。このようなＬＥＤアレイ３０を図３に示
す。図において、３２はＮ型のＧａＡｓ基板で、３４は
基板３２上にエピタキシャル成長させたＰ型のＧａＡｓ
層、３６は絶縁膜２０に設けた窓からＰ型不純物を注入
した発光体である。このＬＥＤアレイ３０は文字通りに
プレーナーである。図３のように図示しないアノード電
極（絶縁膜２０上に形成し、配置は図２と同じ）から発
光電流を注入すると、発光電流は少数キャリアとしてＮ
型のＧａＡｓ基板３２を流れて、カソード電極２４へと
流れる。そしてＮ型のＧａＡｓ基板３２の抵抗値を利用
し、カソード電極２４から遠い発光体ほど発光電流を小
さくし、ＣＯＳθの４乗の関数を近似した発光出力分布
を得ることができる。
【００１６】
【ＬＥＤヘッドの基板】図４〜図６に、図１，図２のＬ
ＥＤアレイ４を用いたヘッドの基板４０を示す。この基
板４０の特徴は、 1) 硬質プリント基板等の安価な基板４０を用い、 2) 硬質プリント基板ではカソード電極２４を駆動でき
るだけの大きな電流を流せることを利用して、カソード
駆動ＩＣ４２を基板４０上に搭載し、 3) 硬質プリント基板４０ではスルーホール５４を設け
るのが容易なことを利用して、基板４０に両面配線を施
し、 4) データバス４８，５０の配置を工夫し、 5) これらによって配線密度を下げて、硬質プリント基
板４０でも配線できるようにすることにある。 またここでＬＥＤアレイ４をＡ−Ａ線とＢ−Ｂ線の２軸
に関して対称としたのは、 6) パッド５２−１〜５２−６４やパッド５３−１〜５
３−６４との接続を容易にするためである。
ＥＤアレイ４を用いたヘッドの基板４０を示す。この基
板４０の特徴は、 1) 硬質プリント基板等の安価な基板４０を用い、 2) 硬質プリント基板ではカソード電極２４を駆動でき
るだけの大きな電流を流せることを利用して、カソード
駆動ＩＣ４２を基板４０上に搭載し、 3) 硬質プリント基板４０ではスルーホール５４を設け
るのが容易なことを利用して、基板４０に両面配線を施
し、 4) データバス４８，５０の配置を工夫し、 5) これらによって配線密度を下げて、硬質プリント基
板４０でも配線できるようにすることにある。 またここでＬＥＤアレイ４をＡ−Ａ線とＢ−Ｂ線の２軸
に関して対称としたのは、 6) パッド５２−１〜５２−６４やパッド５３−１〜５
３−６４との接続を容易にするためである。
【００１７】ＬＥＤアレイ４とのボンディングの種類
は、ワイヤボンディングでもフリップチップボンディン
グでも良いが、フリップチップボンディングでは大量の
パッドを一括してボンディングできるので、以下にフリ
ップチップボンディングを例に説明する。
は、ワイヤボンディングでもフリップチップボンディン
グでも良いが、フリップチップボンディングでは大量の
パッドを一括してボンディングできるので、以下にフリ
ップチップボンディングを例に説明する。
【００１８】これらの図において、４０は硬質プリント
基板、４２はカソード駆動ＩＣ、４４はアノード駆動Ｉ
Ｃ、４６は基板４０に設けた開口で、発光体１８からの
光を取り出すためのものである。４８，５０はそれぞれ
データバスで、各３２本の個別配線からなり（ＬＥＤア
レイ４の発光体数を６４個とした場合）、５２−１〜５
２−６４はデータバス４８に設けた６４個のボンディン
グ用のバンプ、５３−１〜５３−６４はデータバス５０
に設けたバンプである。
基板、４２はカソード駆動ＩＣ、４４はアノード駆動Ｉ
Ｃ、４６は基板４０に設けた開口で、発光体１８からの
光を取り出すためのものである。４８，５０はそれぞれ
データバスで、各３２本の個別配線からなり（ＬＥＤア
レイ４の発光体数を６４個とした場合）、５２−１〜５
２−６４はデータバス４８に設けた６４個のボンディン
グ用のバンプ、５３−１〜５３−６４はデータバス５０
に設けたバンプである。
【００１９】図４にはＬＥＤアレイ４の搭載前の基板４
０を示し、ＬＥＤアレイ４を２個で１組として搭載し、
これらの組毎にＬＥＤアレイ４の両側にそれぞれデータ
バス４８，５０を設ける。５６はカソード電極２４に接
続するためのバンプで、５８はバンプ５６，５６間の裏
面配線である。ＬＥＤアレイ４のＧａＡｓ層８７が開口
４６の上部に来るように位置決めし、アノード電極２２
とカソード電極２４をバンプ５２，５３，５６にフリッ
プチップ接続する。同様に、ＩＣ４２，４４もフリップ
チップ接続する。
０を示し、ＬＥＤアレイ４を２個で１組として搭載し、
これらの組毎にＬＥＤアレイ４の両側にそれぞれデータ
バス４８，５０を設ける。５６はカソード電極２４に接
続するためのバンプで、５８はバンプ５６，５６間の裏
面配線である。ＬＥＤアレイ４のＧａＡｓ層８７が開口
４６の上部に来るように位置決めし、アノード電極２２
とカソード電極２４をバンプ５２，５３，５６にフリッ
プチップ接続する。同様に、ＩＣ４２，４４もフリップ
チップ接続する。
【００２０】ここで図２に示したように、アノード電極
２２のボンディングパッドはＡ−Ａ線に関して対称で、
左側のＬＥＤアレイの左下隅（接続後の基板４０を上か
ら見て）のパッドはバンプ５３−１に接続され、右側の
アレイの右下隅のパッドはバンプ５３−６４に接続され
る。これらのパッドは同じ個別配線に接続されるので、
アレイ毎にデータの供給順序を逆にするだけで正しい接
続ができる。同様に、左側のＬＥＤアレイの左上隅のパ
ッドはバンプ５２−１に接続され、右側のアレイの右上
隅のパッドはバンプ５２−６４に接続される。これも正
しい接続である。データバス４８，５０はアレイ４を２
個１組とするので、バス４８，５０の中心に関して線対
称で、これに応じてＬＥＤアレイ４も中心のＡ−Ａ線に
関して対称にすることにより、バス４８，５０とＬＥＤ
アレイ４との正しい順序での接続ができる。仮に公知の
ＬＥＤアレイのように、アレイでのボンディングパッド
を中心に関して点対称に配置すると、例えばバンプ５３
−６４に接続すべきパッドがバンプ５２−６４に面した
位置に現れ、接続不能になる。
２２のボンディングパッドはＡ−Ａ線に関して対称で、
左側のＬＥＤアレイの左下隅（接続後の基板４０を上か
ら見て）のパッドはバンプ５３−１に接続され、右側の
アレイの右下隅のパッドはバンプ５３−６４に接続され
る。これらのパッドは同じ個別配線に接続されるので、
アレイ毎にデータの供給順序を逆にするだけで正しい接
続ができる。同様に、左側のＬＥＤアレイの左上隅のパ
ッドはバンプ５２−１に接続され、右側のアレイの右上
隅のパッドはバンプ５２−６４に接続される。これも正
しい接続である。データバス４８，５０はアレイ４を２
個１組とするので、バス４８，５０の中心に関して線対
称で、これに応じてＬＥＤアレイ４も中心のＡ−Ａ線に
関して対称にすることにより、バス４８，５０とＬＥＤ
アレイ４との正しい順序での接続ができる。仮に公知の
ＬＥＤアレイのように、アレイでのボンディングパッド
を中心に関して点対称に配置すると、例えばバンプ５３
−６４に接続すべきパッドがバンプ５２−６４に面した
位置に現れ、接続不能になる。
【００２１】図６に示すように、発光体からの光は開口
４６で取り出せるので、硬質プリント基板４０にフリッ
プチップ接続しても問題はなく、かつ硬質プリント基板
では薄膜配線と異なり配線の電流容量を大きくできるの
で、カソード駆動ＩＣ４２を同じ基板４０上に搭載でき
る。この結果、基板の枚数を１枚減らすことができる。
４６で取り出せるので、硬質プリント基板４０にフリッ
プチップ接続しても問題はなく、かつ硬質プリント基板
では薄膜配線と異なり配線の電流容量を大きくできるの
で、カソード駆動ＩＣ４２を同じ基板４０上に搭載でき
る。この結果、基板の枚数を１枚減らすことができる。
【００２２】データバス４８，５０は、ＬＥＤアレイ４
の２個からなる組毎に分断されている。これに対する基
板４０の構造を、図５により説明する。４４はアノード
駆動ＩＣで、６０はこれに接続したデータバスである。
分断したデータバス４８，４８や、データバス５０，５
０の個別配線をスルーホール５４を用いて、基板４０の
裏面に引出し、裏面データバス６２を介して相互に接続
する。
の２個からなる組毎に分断されている。これに対する基
板４０の構造を、図５により説明する。４４はアノード
駆動ＩＣで、６０はこれに接続したデータバスである。
分断したデータバス４８，４８や、データバス５０，５
０の個別配線をスルーホール５４を用いて、基板４０の
裏面に引出し、裏面データバス６２を介して相互に接続
する。
【００２３】硬質プリント基板４０では、スルーホール
５４を設けることも容易である。またデータバス４８，
５０をＬＥＤアレイ４の列の上下に設けると、データバ
ス４８，５０での配線密度が１／２に低下し、硬質プリ
ント基板４０でも配線が可能になる。即ちバス４８，５
０での個別配線の数は、６４本を２分して各３２本とな
り、配線ピッチが１／２になる。
５４を設けることも容易である。またデータバス４８，
５０をＬＥＤアレイ４の列の上下に設けると、データバ
ス４８，５０での配線密度が１／２に低下し、硬質プリ
ント基板４０でも配線が可能になる。即ちバス４８，５
０での個別配線の数は、６４本を２分して各３２本とな
り、配線ピッチが１／２になる。
【００２４】
【発明の効果】この発明のＬＥＤアレイを用いると、単
眼レンズを用いたＬＥＤヘッドで、ブロックの中心で出
力が大きく周辺で出力が小さいとの分布を解消し、出力
むらの無いＬＥＤヘッドが得られる。
眼レンズを用いたＬＥＤヘッドで、ブロックの中心で出
力が大きく周辺で出力が小さいとの分布を解消し、出力
むらの無いＬＥＤヘッドが得られる。
【図１】 実施例のＬＥＤアレイの断面図
【図２】 実施例のＬＥＤアレイの正面と側面、並び
にカソード電極から見たチップ内抵抗の分布を示す図
にカソード電極から見たチップ内抵抗の分布を示す図
【図３】 変形例のＬＥＤアレイの断面図
【図４】 実施例のＬＥＤアレイを用いた画像装置で
の、基板の要部平面図
の、基板の要部平面図
【図５】 図４の基板の平面図
【図６】 図４の基板の断面図
【図７】 従来例でのＬＥＤアレイの発効出力分布
と、単眼レンズで結像後の出力分布を示す特性図
と、単眼レンズで結像後の出力分布を示す特性図
２ 単眼レンズ ４０
基板 ４ ＬＥＤアレイ ４２
カソード駆動ＩＣ ６ シリコン基板 ４４
アノード駆動ＩＣ ８ ＧａＡｓ層 ４６
開口 １０ ＧａＡｓバッファー ４８，５０
データバス １２ Ｎ型第１層 ５２−１〜
６４ バンプ １４ Ｐ型第１層 ５３−１〜
６４ バンプ １６ Ｐ型第２層 ５４
スルーホール １８ 発光体 ５６
バンプ ２０ 絶縁膜 ５８
裏面配線 ２２ アノード電極 ６０
データバス ２４ カソード電極 ６２
裏面データバス ３０ ＬＥＤアレイ ３２ ＧａＡｓ基板 ３４ Ｐ型のＧａＡｓ層 ３６ 発光体
基板 ４ ＬＥＤアレイ ４２
カソード駆動ＩＣ ６ シリコン基板 ４４
アノード駆動ＩＣ ８ ＧａＡｓ層 ４６
開口 １０ ＧａＡｓバッファー ４８，５０
データバス １２ Ｎ型第１層 ５２−１〜
６４ バンプ １４ Ｐ型第１層 ５３−１〜
６４ バンプ １６ Ｐ型第２層 ５４
スルーホール １８ 発光体 ５６
バンプ ２０ 絶縁膜 ５８
裏面配線 ２２ アノード電極 ６０
データバス ２４ カソード電極 ６２
裏面データバス ３０ ＬＥＤアレイ ３２ ＧａＡｓ基板 ３４ Ｐ型のＧａＡｓ層 ３６ 発光体
Claims (1)
- 【請求項１】 単眼レンズを用いたＬＥＤヘッドに用い
るためのＬＥＤアレイであって、 ＬＥＤアレイの発光体を配列したのと同じ側の面の両端
部付近に、該アレイのカソード電極を配置したことを特
徴とする、単眼レンズヘッド用ＬＥＤアレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34677093A JP2838182B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 単眼レンズヘッド用ｌｅｄアレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34677093A JP2838182B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 単眼レンズヘッド用ｌｅｄアレイ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07183579A JPH07183579A (ja) | 1995-07-21 |
| JP2838182B2 true JP2838182B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=18385705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34677093A Expired - Fee Related JP2838182B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 単眼レンズヘッド用ｌｅｄアレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2838182B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4024631A4 (en) * | 2019-08-28 | 2023-09-20 | SOS LAB Co., Ltd | VCSEL NETWORK AND LIDAR DEVICE USING IT |
-
1993
- 1993-12-22 JP JP34677093A patent/JP2838182B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07183579A (ja) | 1995-07-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |