JP3416098B2

JP3416098B2 - LED light source

Info

Publication number: JP3416098B2
Application number: JP2000158126A
Authority: JP
Inventors: 巌東海林
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2000-05-29
Filing date: 2000-05-29
Publication date: 2003-06-16
Anticipated expiration: 2020-05-29
Also published as: JP2001339577A

Description

Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、画像読取装置等で
使用されるＬＥＤ光源に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an LED light source used in an image reading device or the like.

【０００２】[0002]

【従来の技術】原稿に記載された画像や文字をデジタル
的に読み取る場合、例えばＦＡＸ（ファクシミリ）の読
み取り機能やフラットベット型スキャナが使用される。
これらの機器が読み取る方法は、センサーと読み取り幅
が同一の密着型と縮小型とに分類される。これらの形状
は原稿とセンサー部とが近接しており、蛍光灯などの屋
内灯や屋外の太陽光による照明が使用できない。したが
って、その原稿面を照明する光源が必要となっている。2. Description of the Related Art In the case of digitally reading an image or a character written on a manuscript, a reading function of a FAX (facsimile) or a flat bed type scanner is used.
The reading method by these devices is classified into a contact type and a reduction type, which have the same reading width as the sensor. In these shapes, the manuscript and the sensor section are close to each other, and indoor lighting such as a fluorescent lamp and illumination by outdoor sunlight cannot be used. Therefore, a light source that illuminates the original surface is required.

【０００３】また、コピー機やプリンターなど画像をア
ナログ的に処理する機器では、感光体を使用した光学的
な潜像による効果を用いている。この像は感光体上の電
位を画像の濃淡に合わせることで形成しており、画像か
らの反射光の強度により感光体の電位を制御し、トナー
等の濃度として表現している。そして、このトナー等を
紙等に転写することにより画像形成が行われている。Further, in an apparatus for processing an image in an analog manner such as a copying machine or a printer, the effect of an optical latent image using a photoconductor is used. This image is formed by adjusting the potential on the photoconductor to the density of the image, and the potential of the photoconductor is controlled by the intensity of the reflected light from the image, and is expressed as the density of toner or the like. An image is formed by transferring the toner or the like onto paper or the like.

【０００４】また、感光体上にレーザーやＬＥＤのドッ
トによる表現でデジタル的に像を表すこともできる。こ
の濃淡を正確に表すためには、転写後に感光体面を再度
一定の電位にする必要があり、残った電荷を取り除く必
要がある。しかし、感光体の感度、劣化の影響から外乱
光を押さえる必要があり、内部にこの役割を果たす専用
の除電光源が必要となる。It is also possible to digitally represent an image on the photosensitive member by the expression of laser or LED dots. In order to accurately represent this shade, it is necessary to make the surface of the photoconductor constant again after transfer, and it is necessary to remove the remaining charges. However, it is necessary to suppress ambient light from the influence of sensitivity and deterioration of the photoconductor, and a dedicated static elimination light source that fulfills this role is required inside.

【０００５】このような光源としては、冷陰極管やキセ
ノン管などが使用されている。また、低照度で使用可能
な場合は、ＬＥＤをアレイ状に配置した光源も用いられ
ている。このＬＥＤ光源は、ＬＥＤチップを基板上にダ
イボンディングし、上面から金線により結合して回路を
構成し、レンズやハウジングにより照射方向を制御する
タイプ（図９参照）や、チップタイプＬＥＤ（図１１参
照）のものや、ＬＥＤランプを基板上にハンダ接続した
タイプ（図１３参照）のもの等がある。As such a light source, a cold cathode tube or a xenon tube is used. In addition, a light source in which LEDs are arranged in an array is also used when it can be used with low illuminance. This LED light source is a type in which an LED chip is die-bonded on a substrate, a circuit is formed by bonding from the upper surface with a gold wire, and the irradiation direction is controlled by a lens or a housing (see FIG. 9), or a chip-type LED (see FIG. 11), and a type in which an LED lamp is soldered on a substrate (see FIG. 13).

【０００６】図９の（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、
（ｃ）は下面図を示し、また（ｄ）は（ａ）の側面図を
示している。同図中、１１はＬＥＤチップ、１２はラン
プハウス、１３はレンズ、１４は基板、１５は放熱板、
１６はコンタクトピン１７を固定しているねじ、１８は
コンタクトピン１９のハウジング、２０はリード線であ
る。FIG. 9A is a top view, FIG. 9B is a side view,
(C) shows a bottom view, and (d) shows a side view of (a). In the figure, 11 is an LED chip, 12 is a lamp house, 13 is a lens, 14 is a substrate, 15 is a heat sink,
16 is a screw fixing the contact pin 17, 18 is a housing of the contact pin 19, and 20 is a lead wire.

【０００７】図１０は上記のＬＥＤチップ１１の回路図
である。ここでは、Ｌ１〜Ｌ２１６のＬＥＤがグループ
毎に直列接続されたものが互いに並列に接続され、直流
電圧（ｆ２４Ｖ−ＧＮＤ）が印加されるようになってい
る。Ｒ１〜Ｒ２７は抵抗である。FIG. 10 is a circuit diagram of the LED chip 11 described above. Here, LEDs of L1 to L216 connected in series for each group are connected in parallel to each other, and a DC voltage (f24V-GND) is applied. R1 to R27 are resistors.

【０００８】また、図１１の（ａ）は側面図、（ｂ）は
下面図を示し、同図中、２１はチップタイプのＬＥＤ、
２２は基板、２３はアンプ（増幅器）部品である。図１
２にその回路図を示す。Further, FIG. 11A is a side view and FIG. 11B is a bottom view, in which 21 is a chip type LED,
Reference numeral 22 is a substrate, and 23 is an amplifier component. Figure 1
Figure 2 shows the circuit diagram.

【０００９】また、図１３の（ａ）は下面図、（ｂ）は
側面図を示し、同図中、３１はＬＥＤ、３２は基板、３
３はアンプ部品、３４はトランジスタである。図１４に
その回路図を示す。３５はオン（ＯＮ）信号が入力され
るトランジスタ回路である。Further, FIG. 13A is a bottom view and FIG. 13B is a side view, in which 31 is an LED, 32 is a substrate, and 3 is a substrate.
3 is an amplifier component, and 34 is a transistor. FIG. 14 shows the circuit diagram. Reference numeral 35 is a transistor circuit to which an ON signal is input.

【００１０】図１５は透明体の両端部にＬＥＤを設けた
光源装置を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側
面図、（ｃ）は（ｂ）の側面拡大図、（ｅ）は（ｂ）の
Ａ−Ａ線断面図を示している。同図中、４１はＬＥＤ、
４２，４３はランプハウス、４４はレンズである。図１
６はその開口部からの光出力特性を示す。15A and 15B are views showing a light source device in which LEDs are provided at both ends of a transparent body. FIG. 15A is a top view, FIG. 15B is a side view, and FIG. 15C is a side enlarged view of FIG. (E) has shown the sectional view on the AA line of (b). In the figure, 41 is an LED,
42 and 43 are lamp houses, and 44 is a lens. Figure 1
Reference numeral 6 shows the light output characteristic from the opening.

【００１１】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な構成のＬＥＤを用いた装置では、基本的にＬＥＤの実
装ピッチで、多かれ少なかれ光量ムラが発生する。さら
には、使用しているＬＥＤ間で、ＬＥＤ自身の製造ばら
つきによる明るさのばらつき、実装ずれによるばらつき
が発生する。By the way, in the device using the LED having the above-described structure, basically, the light quantity unevenness occurs more or less depending on the mounting pitch of the LED. Further, among the LEDs being used, variations in brightness due to manufacturing variations of the LEDs themselves and variations due to mounting deviation occur.

【００１２】また、照明装置をできるだけ対象面に近づ
けるために搭載しているＬＥＤ数を増加する方法では、
コスト高を招き、実用的ではない。原稿に近接するよう
にしかつコストダウンのために搭載するＬＥＤ数を減じ
ると、被読み取り原稿の読み取りラインの明るさの光量
ムラが大きくなるので、その解決対策は極めて困難であ
り、限界がある。Further, in the method of increasing the number of LEDs mounted in order to bring the lighting device as close to the target surface as possible,
It causes high cost and is not practical. If the number of LEDs to be mounted is reduced so as to be close to the original and to reduce the cost, the unevenness of the light amount of the brightness of the reading line of the original to be read becomes large.

【００１３】また、このような従来の光源装置において
は、ＬＥＤから発光する光を十分効率的に使っていると
は言えない。ＦＡＸ（ファクシミリ）やスキャナ等で実
際に読み取りに有効な光は、そのセンサーであるＣＣＤ
等で読み取るため、数十μｍ程度の細い読み取りライン
に当たった光だけが必要になるからである。除電光源に
おいては、感光体の電位を一定にするよう照明し、光電
効果による除電に有効な光のみであり、その他の光は無
駄な光となっている。Further, in such a conventional light source device, it cannot be said that the light emitted from the LED is used sufficiently efficiently. The light that is actually effective for reading with a fax machine or scanner is CCD, which is its sensor.
This is because only light that hits a thin reading line of about several tens of μm is required for reading with such a device. In the static elimination light source, the light is illuminated so that the potential of the photoconductor is kept constant, and only the light effective for static elimination by the photoelectric effect is used, and the other lights are wasted light.

【００１４】ここで、搭載しているＬＥＤの個数を減ら
しながら、上述の問題を解消するならば、コストダウ
ン、形状の自由度向上、消費電力の低減や温度上昇によ
る信頼性の低下防止、使用部品点数の減少による信頼性
の向上などが見込める。そこで、棒状の透明体の両端部
にＬＥＤランプを設け、その透明体表面の一部に金型に
より光透過・反射面を形成したＬＥＤ光源がある（図１
５参照）。Here, if the above-mentioned problems are solved while reducing the number of mounted LEDs, cost reduction, improvement of the degree of freedom of shape, reduction of power consumption and prevention of deterioration of reliability due to temperature rise, use. It is expected that the reliability will be improved by reducing the number of parts. Therefore, there is an LED light source in which LED lamps are provided at both ends of a rod-shaped transparent body and a light transmitting / reflecting surface is formed on a part of the surface of the transparent body by a mold (see FIG.
5).

【００１５】しかし、この場合、片側から光を入射する
と急激に光出力分布が変化し、光を伝送できずに希望の
出力波形が得られない問題がある（図１６参照）。However, in this case, when light is incident from one side, the light output distribution changes abruptly, and there is a problem that the desired output waveform cannot be obtained because the light cannot be transmitted (see FIG. 16).

【００１６】このような問題を解決できるＬＥＤ光源と
して、片側方向からのＬＥＤランプ使用に対して希望の
光出力波形が得られる光源が必要とされていた。As an LED light source capable of solving such a problem, a light source capable of obtaining a desired light output waveform when an LED lamp is used from one side is required.

【００１７】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたもので、ＬＥＤの搭載個数を減らすことができ、
かつ良好な光出力特性が得られるＬＥＤ光源を提供する
ことを目的としている。The present invention has been made in view of the above problems, and can reduce the number of mounted LEDs,
It is also an object of the present invention to provide an LED light source that can obtain good light output characteristics.

【００１８】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明に係るＬＥＤ光源
は、透明な導波路と、該導波路の少なくとも一方の端部
側に配置されたＬＥＤと、ＬＥＤを配置していない端部
には反射部を有し、前記導波路は、端部から入射した前
記ＬＥＤからの光を透過及び反射させる透過・反射体を
有し、かつＬＥＤからの距離によって光の減衰率が変化
し、前記透過・反射体に近接して透過光を導波路側に反
射させる反射体を備えており、かつ前記減衰率が、導波
路中間部において極大値を有しているようにしたもので
ある。An LED light source according to the present invention comprises a transparent waveguide, an LED arranged on at least one end of the waveguide, and an end not having the LED.
Has a reflection part , the waveguide has a transmissive / reflective body that transmits and reflects the light from the LED incident from the end, and the attenuation rate of the light changes depending on the distance from the LED, includes a reflector for reflecting the transmitted light to the waveguide side proximate the transmission and reflection member, and the damping factor is guided
It is obtained by the so that had the maximum value at the road middle section.

【００１９】また、上記透過・反射体に対向する位置に
導波路からの光を放射させるための開口部を有するよう
にしたものである。Further, an opening for emitting light from the waveguide is provided at a position facing the transmitting / reflecting body.

【００２０】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面につ
いて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００２１】まず、本発明の原理を図１について説明す
る。図１は本発明に係るＬＥＤ光源の構成を示す図であ
り、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は下面図
を示し、また（ｄ），（ｅ）は（ｂ）の側面図、（ｆ）
は（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図を示している。First, the principle of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an LED light source according to the present invention, where (a) is a top view, (b) is a side view, (c) is a bottom view, and (d) and (e) are ( side view of b), (f)
Shows a sectional view taken along line BB of (b).

【００２２】図１において、１は透明な棒状の導波路
で、少なくとも一方の端部側にＬＥＤ（発光ダイオー
ド）が配置され、そのＬＥＤからの光が内部に透過され
る。２，３は導波路１を両側から指示しているランプハ
ウスで、導波路１の上方には光を放出するための線状の
開口部４が設けられている。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a transparent rod-shaped waveguide in which an LED (light emitting diode) is arranged on at least one end side, and light from the LED is transmitted inside. Reference numerals 2 and 3 denote lamp houses that direct the waveguide 1 from both sides, and a linear opening 4 for emitting light is provided above the waveguide 1.

【００２３】上記の導波路１は、図２に示すように少な
くとも一つ以上の透過・反射体５を有しており、その周
囲に導波路１を透過した光を反射させる反射体６が設け
られている。また導波路１は、ＬＥＤ側からの距離によ
って光の減衰率が変化するようになっている。As shown in FIG. 2, the waveguide 1 has at least one transmitting / reflecting body 5, and a reflector 6 for reflecting the light transmitted through the waveguide 1 is provided around the transmitting / reflecting body 5. Has been. In the waveguide 1, the light attenuation rate changes depending on the distance from the LED side.

【００２４】図３はＬＥＤランプの形状を示す図であ
り、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図を示している。同
図中、７ａはアノード側のリードフレーム、７ｂはカソ
ード側のリードフレーム、８はエポキシ樹脂の中にチッ
プをマウントしたＬＥＤである。3A and 3B are views showing the shape of the LED lamp. FIG. 3A is a front view and FIG. 3B is a side view. In the figure, 7a is a lead frame on the anode side, 7b is a lead frame on the cathode side, and 8 is an LED in which a chip is mounted in an epoxy resin.

【００２５】上記構成において、ＬＥＤ８から導波路１
内に導入させた光は、透過・反射体５によりその臨界角
以外の光が反射体６に放射され、臨界角以上の光は導波
路１内に戻る。また、導波路１の透過・反射体５以外の
部位についても、上記の状態が繰り返されることにより
光が伝送されていき、開口部４より光が取り出される。In the above structure, the LED 8 to the waveguide 1
Regarding the light introduced into the inside, the light other than the critical angle is emitted to the reflector 6 by the transmitting / reflecting body 5, and the light having the critical angle or more returns to the inside of the waveguide 1. The light is transmitted to the portion of the waveguide 1 other than the transmitting / reflecting body 5 by repeating the above state, and the light is extracted from the opening 4.

【００２６】ここで、簡単のため、導波路１内に導入さ
れた光が図４に示すようにＸ〜Ｘ＋ΔＸの位置で放射さ
れる光を考える。位置Ｘに届く放射束Ｉ（Ｘ）は次のよ
うに表される。Here, for the sake of simplicity, let us consider light that is introduced into the waveguide 1 and is emitted at positions X to X + ΔX as shown in FIG. The radiant flux I (X) reaching the position X is represented as follows.

【００２７】Ｉ（Ｘ）＝ＩＯｅｘｐ（−Ｄ・Ｘ）ＩＯ：ＬＥＤ側で導波路１から放射された出力Ｄ：減衰率このとき、ΔＸにおいて放射される出力Ｍ（Ｘ）はＩ
（Ｘ）に面積及び減衰率を乗じたものになるため、次の
ように表される。I (X) = IOexp (-D · X) IO: Output radiated from the waveguide 1 on the LED side D: Attenuation rate At this time, the output M (X) radiated at ΔX is I.
Since (X) is multiplied by the area and the attenuation rate, it is expressed as follows.

【００２８】Ｍ（Ｘ）＝Ｄ・Ｉ（Ｘ）＝Ｄ・ＩＯｅｘｐ（−Ｄ・Ｘ）・ΔＸ・Ｗこの出力Ｍ（Ｘ）は、一方向にのみＬＥＤ８の光が導入
されて放射された場合のみの出力を表している。M (X) = D * I (X) = D * IOexp (-D * X) * [Delta] X * W This output M (X) is radiated when the light from the LED 8 is introduced only in one direction. Only represents the output.

【００２９】これに対し、ＬＥＤ８の反対面に反射体６
がある場合、再度導波路１内に反射光が導入され、逆方
向に伝わる。この光は上述したＬＥＤ８からの光と同じ
原理で透過・反射体５と作用する。ただし、反射開始位
置における出力がＩＯと異なり、次のように表される。On the other hand, the reflector 6 is provided on the opposite surface of the LED 8.
If there is, reflected light is again introduced into the waveguide 1 and propagates in the opposite direction. This light acts on the transmitting / reflecting body 5 on the same principle as the light from the LED 8 described above. However, the output at the reflection start position is different from IO and is expressed as follows.

【００３０】ＩＲ＝Ｒ・Ｉ（Ｌ）＝Ｒ・ＩＯｅｘｐ（−Ｄ・Ｌ）ＩＲ：導波路端面で反射体６から放射された出力Ｒ：反射率この反射により戻された光による出力とＬＥＤ方向の出
力Ｍ（Ｘ）との和が導波路端に反射体６がある場合の放
射出力であることから、次のように表される。 L(X)=M(X)+IR・Dexp{-D(L-X)} =D・IOexp(-D・X)+R・IOexp(-D・L)・Dexp{-D(L-X)} =D・IOexp(-D・X)+R・D・IOexp{-D(2L-X)} このとき、減衰率Ｄを減少させると、出力波形がフラッ
トに近づくが、平均出力は減少する。IR = R.I (L) = R.IOexp (-D.L) IR: Output radiated from the reflector 6 at the end face of the waveguide R: Reflectivity Output by light returned by this reflection and LED The sum of the directional output M (X) and the output M (X) is the radiation output when the reflector 6 is present at the end of the waveguide, and is therefore expressed as follows. L (X) = M (X) + IR ・ Dexp {-D (LX)} = D ・ IOexp (-D ・ X) + R ・ IOexp (-D ・ L) ・ Dexp {-D (LX)} = D.IOexp (-D.X) + R.D.IOexp {-D (2L-X)} At this time, if the attenuation rate D is decreased, the output waveform approaches a flat shape, but the average output decreases.

【００３１】上記の減衰率Ｄは透過・反射体５の面積の
比率と考えられることから、Ｄを一定にすると言うこと
は、この面積の比率が場所によらず一定であることを示
している。したがって、Ｄを変化させることは、場所に
よらず一定の透過・反射体５の面積を持つ導波路１にお
いて、図４に示す幅Ｗを変化させることを意味してい
る。Since the above-mentioned attenuation rate D is considered to be the area ratio of the transmitting / reflecting body 5, to make D constant means that the area ratio is constant regardless of the place. . Therefore, changing D means changing the width W shown in FIG. 4 in the waveguide 1 having a constant area of the transmitting / reflecting body 5 regardless of the location.

【００３２】また、上記の幅Ｗを一定にした状態では出
力と分布のフラット性は両立しない。この二つを両立さ
せるためには、減衰率Ｄを距離に応じて変化させる必要
がある。つまり、Ｄ＝Ｆ（Ｘ）として、これを目的に応
じて求めれば良い。ここで一例として、Ｆ（Ｘ）をＸに
対して直線的に変化させた場合を考える。図５に示すよ
うに、ＬＥＤ側における幅をＷ１、最大の幅になる位置
をｄ、そのときの幅をＷ２とすると、Ｆ（Ｘ）は次のよ
うに表される。Further, in the state where the width W is constant, the output and the flatness of the distribution are not compatible with each other. In order to make these two compatible, it is necessary to change the attenuation rate D according to the distance. That is, D = F (X) is set, and this may be obtained according to the purpose. Here, as an example, consider a case where F (X) is linearly changed with respect to X. As shown in FIG. 5, when the width on the LED side is W1, the position where the maximum width is d is d, and the width at that time is W2, F (X) is expressed as follows.

【００３３】 D=F(X)=[{(W2-W1)/(2・d)}・X+W1/2]/d (0≦X＜d) D=F(X)=[{(W2-W1)/(2・d)}・(d-X)+W2/2]/d (d≦X＜L) このとき減衰率Ｄが変化するため、放射出力Ｌ（Ｘ）に
ついても次のように変化する。D = F (X) = [{(W2-W1) / ( 2 ・ d ) } ・ X + W1 / 2] / d (0 ≦ X <d) D = F (X) = [{( W2-W1) / ( 2 ・ d ) } ・ (dX) + W2 / 2] / d (d ≦ X <L) At this time, since the attenuation factor D changes, the radiation output L (X) is also as follows. Changes to.

【００３４】 L(X)=M(X)+IR・Dexp{-D(d-X)} =D・IOexp(-D・X)+R・IOexp(-D・L)・Dexp{-D(L-X)} =D・IOexp(-D・X)+R・D・IOexp{-D(L+d-X)} =[{(W2-W1)/(2・d)}・X+W1/2]/d・IOexp(-[{(W2-W1)/(2・d)}・X+W1/2]/d ・X)+R・[{(W2-W1)/(2・d)}・X+W1/2]/d・IOexp{-[{(W2-W1)/(2・d)}・ X+W1/2]/d・(L+d-X)} (0≦X＜d) L(X)=[{(W2-W1)/(2・d)}・(d-X)+W2/2]/d・IOexp(-[{(W2-W1)/(2・d)}・(d-X) +W2/2]/d・X) +R・[{(W2-W1)/(2・d)}・(d-X)+W2/2]/d ×IOexp{-[{(W2-W1)/(2・d)}・(d-X)+W2/2]/d・(L+d-X)} (d≦X＜L) 図６は上述の原理に基づく本実施例のＬＥＤ光源の構成
を示す図であり、図１と同一符号は同一構成要素を示し
ている。また、同図の（ａ）は上面図、（ｂ）は側面
図、（ｃ）は下面図を示し、（ｄ），（ｅ）は（ｂ）の
側面図、（ｆ）は（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図を示してい
る。L (X) = M (X) + IR ・ Dexp {-D (dX)} = D ・ IOexp (-D ・ X) + R ・ IOexp (-D ・ L) ・ Dexp {-D (LX )} = D ・ IOexp (-D ・ X) + R ・ D ・ IOexp {-D (L + dX)} = [{(W2-W1) / (2 ・ d)} ・ X + W1 / 2] / d ・ IOexp (-[{(W2-W1) / (2 ・ d)} ・ X + W1 / 2] / d ・ X) + R ・ [{(W2-W1) / (2 ・ d)} ・ X + W1 / 2] / d ・ IOexp {-[{(W2-W1) / (2 ・ d)} ・ X + W1 / 2] / d ・ (L + dX)} (0 ≦ X <d) L ( X) = [{(W2-W1) / (2 ・ d)} ・ (dX) + W2 / 2] / d ・ IOexp (-[{(W2-W1) / (2 ・ d)} ・ (dX) + W2 / 2] / d ・ X) + R ・ [{(W2-W1) / (2 ・ d)} ・ (dX) + W2 / 2] / d × IOexp {-[{(W2-W1) / (2 · d)} · (dX) + W2 / 2] / d · (L + dX)} (d ≦ X <L) FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the LED light source of this embodiment based on the above-described principle. The same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same components. Further, (a) of the figure is a top view, (b) is a side view, (c) is a bottom view, (d) and (e) are side views of (b), and (f) is (b). The BB line sectional drawing of is shown.

【００３５】本実施例のＬＥＤ光源の作製に際しては、
透過・反射体５を有する導波路１と、光源としてＬＥＤ
８を使用し、またそれらを固定しかつ反射拡散させるた
めのランプハウスを使用する。導波路１は、前述のＦ
（Ｘ）を下記のように定めている。When manufacturing the LED light source of this embodiment,
A waveguide 1 having a transmitting / reflecting body 5 and an LED as a light source
8 and also a lamp house for fixing and reflecting and diffusing them. The waveguide 1 is the above-mentioned F
(X) is defined as follows.

【００３６】 F(X)=0.00203+0.0000196・X (0≦X＜d) F(X)=0.00832-0.0000196・X (d≦X≦L) 上記の条件で形成された導波路１を図７に示す。同図の
（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は下面図であ
り、また（ｄ）は（ｂ）の側面図、（ｅ）はそのＣ部の
詳細図、（ｆ）はＤ部の詳細を示す拡大図である。F (X) = 0.00203 + 0.0000196 · X (0 ≦ X <d) F (X) = 0.00832-0.0000196 · X (d ≦ X ≦ L) The waveguide 1 formed under the above conditions is shown in FIG. Shown in. In the figure, (a) is a top view, (b) is a side view, (c) is a bottom view, (d) is a side view of (b), (e) is a detailed view of its C portion, ( f) is an enlarged view showing details of the D portion.

【００３７】また、光源に使用する図３のＬＥＤ８は、
ＬＥＤチップがリードフレーム上に銀ペーストでダイボ
ンディングされ、金線のワイヤーボンディングにより接
続されている。The LED 8 of FIG. 3 used for the light source is
The LED chips are die-bonded on the lead frame with silver paste and connected by gold wire bonding.

【００３８】このＬＥＤチップ（ＡｌＧａＩｎＰ）の活
性層は、ピーク発光光波長６３０ｎｍで発光し、この上
に透明なエポキシ樹脂にてモールドされることにより、
内部が保護されている。そして、このＬＥＤ８をランプ
ハウス２，３に作られた穴に合わせてはめ込むことによ
り、ＬＥＤ８から発光した光の発散を防ぎ、光を導波路
内に導きやすくしている。The active layer of this LED chip (AlGaInP) emits light with a peak emission light wavelength of 630 nm, and is molded with a transparent epoxy resin on it,
The inside is protected. Then, by fitting the LED 8 in accordance with the holes formed in the lamp houses 2 and 3, it is possible to prevent the light emitted from the LED 8 from diverging and to easily guide the light into the waveguide.

【００３９】図７に示す導波路１の材質は透明アクリル
で、その光放射面（上面）に曲率を持ち、反射側の透過
反射面に対向している。なお、光出射面となる面は、集
光性を持たせるため凸面に湾曲させているが、反対側の
光拡散体を有する面は、放射効率により凸面に湾曲させ
る以外に、平面、凹面である場合もある。The material of the waveguide 1 shown in FIG. 7 is transparent acrylic, and its light emitting surface (upper surface) has a curvature and faces the transmitting / reflecting surface on the reflecting side. In addition, the surface to be the light emitting surface is curved to be convex so as to have a light-collecting property, but the surface having the light diffuser on the opposite side is not only curved to be convex due to radiation efficiency, but also a flat surface or a concave surface. Sometimes there is.

【００４０】上記導波路１に形成された透過・反射体５
は、金型によりアクリルの成形で作製されている。図の
パターンは、端面からＬＥＤ光源により照射し、透過・
反射体５を配置した場合の形状を示している。この形状
は、図に示すように山形のエッシェル型で、その面積が
ＬＥＤ側から徐々に増加し、ある位置から減少する左右
非対称となっている。The transmitting / reflecting body 5 formed on the waveguide 1
Is manufactured by molding acrylic with a mold. The pattern in the figure is radiated from the end surface by the LED light source,
The shape when the reflector 5 is arranged is shown. As shown in the figure, this shape is a mountain-shaped Eschel type, and the area is bilaterally asymmetric that gradually increases from the LED side and decreases from a certain position.

【００４１】この形状にてシミュレーションを行った結
果を図８に示す。このパターンは連続で作製されている
が、不連続パターンにおける場合でも可能であり、ま
た、同一成形以外に、光硬化性のエポキシ樹脂やアクリ
ル樹脂を導光体（導波路１）上に作製することにより実
現することができる。FIG. 8 shows the result of simulation performed with this shape. This pattern is produced continuously, but it is also possible in the case of a discontinuous pattern. In addition to the same molding, a photocurable epoxy resin or acrylic resin is produced on the light guide (waveguide 1). It can be realized by

【００４２】このように、本実施例では、導波路１にお
ける減衰率をＬＥＤ８からの距離によって変化させてお
り、ＬＥＤ８の搭載個数を減らすことができるととも
に、希望の光出力の特性を得ることができる。As described above, in the present embodiment, the attenuation factor in the waveguide 1 is changed according to the distance from the LED 8, so that the number of mounted LEDs 8 can be reduced and a desired optical output characteristic can be obtained. it can.

【００４３】なお、上記実施例では、ＬＥＤチップにＡ
ｌＧａＩｎＰの活性層を持つＬＥＤ８の場合を示してい
るが、シリコンカーバイト系やＧａＡｌＡｓ系や、ある
いはまたＧａＡｓＰ系など他のＬＥＤチップを用いた化
合物半導体でも同様な効果が得られる。In the above embodiment, the LED chip has A
The case of the LED 8 having an active layer of 1GaInP is shown, but the same effect can be obtained even with a compound semiconductor using another LED chip such as a silicon carbide type, a GaAlAs type, or a GaAsP type.

【００４４】また、本実施例のＬＥＤ光源は、ＦＡＸ，
コピー，スキャナなどに用いられる画像読み取り用光
源、コピー，プリンターなど感光体上の電荷を光により
制御する場合の除電等の光源、インテリア用光源、案内
や指示などのための線状光源、その他の光源に幅広く用
いることができる。The LED light source of this embodiment is a FAX,
Image reading light sources used for copying, scanners, light sources such as static eliminator when light charges on photoconductors such as copying and printers, interior light sources, linear light sources for guidance and instructions, and others It can be widely used as a light source.

【００４５】[0045]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＬＥＤを被照射面に対して平行に配置する必要がなく、
搭載するＬＥＤの個数を減らすことが可能となり、良好
な光出力特性が得られるという効果がある。As described above, according to the present invention,
It is not necessary to arrange the LEDs parallel to the illuminated surface,
It is possible to reduce the number of mounted LEDs, and it is possible to obtain good light output characteristics.

【００４６】また、コストダウン、形状の自由度向上、
消費電力の低減や温度上昇による信頼性の低下を防ぐこ
とが可能となる。Further, the cost is reduced, the degree of freedom of shape is improved,
It is possible to prevent reduction in power consumption and reduction in reliability due to temperature rise.

[Brief description of drawings]

【図１】本発明に係るＬＥＤ光源の構成を示す図FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an LED light source according to the present invention.

【図２】導波路の詳細を示す断面図FIG. 2 is a sectional view showing details of a waveguide.

【図３】ＬＥＤランプの形状を示す図FIG. 3 is a diagram showing the shape of an LED lamp.

【図４】導波路内の位置を示す説明図FIG. 4 is an explanatory diagram showing positions in the waveguide.

【図５】透過・反射体の面積を示す説明図FIG. 5 is an explanatory diagram showing an area of a transmission / reflector.

【図６】実施例の構成を示す図FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an example.

【図７】実施例の導波路の形状を示す図FIG. 7 is a diagram showing the shape of the waveguide of the embodiment.

【図８】実施例の出力特性を示す図FIG. 8 is a diagram showing the output characteristics of the embodiment.

【図９】従来例の構成を示す図FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a conventional example.

【図１０】図９のＬＥＤ光源の回路図FIG. 10 is a circuit diagram of the LED light source of FIG.

【図１１】他の従来例を示す図FIG. 11 is a diagram showing another conventional example.

【図１２】図１１のＬＥＤ光源の回路図12 is a circuit diagram of the LED light source of FIG.

【図１３】他の従来例を示す図FIG. 13 is a diagram showing another conventional example.

【図１４】図１３のＬＥＤ光源の回路図FIG. 14 is a circuit diagram of the LED light source of FIG.

【図１５】透明体の両端部にＬＥＤランプを設けた光
源装置を示す図FIG. 15 is a view showing a light source device in which LED lamps are provided on both ends of a transparent body.

【図１６】図１５の光源の出力特性を示す図16 is a diagram showing output characteristics of the light source of FIG.

[Explanation of symbols]

１導波路２ランプハウス３ランプハウス４開口部５透過・反射体６反射体８ＬＥＤ 1 Waveguide 2 lamp house 3 lamp house 4 openings 5 Transmission / Reflector 6 reflector 8 LED

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＨ０４Ｎ 1/028 Ｈ０４Ｎ 1/028 Ｚ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/04 101 G02B 6/00 331 G03B 27/54 G06T 1/00 420 H01L 33/00 H04N 1/028 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. ⁷ identification code FI H04N 1/028 H04N 1/028 Z (58) Fields investigated (Int.Cl. ⁷ , DB name) H04N 1/04 101 G02B 6 / 00 331 G03B 27/54 G06T 1/00 420 H01L 33/00 H04N 1/028

Claims

(57) [Claims]

1. A transparent waveguide, an LED arranged on at least one end side of the waveguide, and an LED arranged.
There is a reflection part at the end, and the waveguide has a transmissive / reflector that transmits and reflects the light from the LED incident from the end, and the attenuation rate of the light depends on the distance from the LED. A reflector that changes and reflects the transmitted light to the waveguide side in the vicinity of the transmission / reflection body , and
The LED light source is characterized in that the index has a maximum value in the middle portion of the waveguide .

2. The LED light source according to claim 1, wherein the LED light source has an opening for radiating light from the waveguide at a position facing the transmitting / reflecting body.