JPH08180711A - Ｌｅｄライン光源及びその製造方法 - Google Patents

Ｌｅｄライン光源及びその製造方法

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JPH08180711A
JPH08180711A JP6322856A JP32285694A JPH08180711A JP H08180711 A JPH08180711 A JP H08180711A JP 6322856 A JP6322856 A JP 6322856A JP 32285694 A JP32285694 A JP 32285694A JP H08180711 A JPH08180711 A JP H08180711A
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light source
line light
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led line
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Yoichi Maehara
庸一 前原
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＬＥＤ光の集光効率を高めるとともに、ＬＥ
Ｄライン光源を小型化する製造方法を提供することを目
的とする。 【構成】 ガラス基板１と、ガラス基板１上に一列に並
べられた複数のＬＥＤチップ２と、ＬＥＤチップ２に通
電させるためにガラス基板１上に形成された回路パター
ン３とを備えたＬＥＤライン光源であって、ＬＥＤチッ
プ２の上部に配置され、複数のＬＥＤチップ２を同時に
覆うような長手方向に直線状で、かつ横手方向断面形状
がＬＥＤチップ２側に凹状であるような半楕円形状の曲
面を持つ反射板４を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＦＡＸ、イメージスキャ
ナ等に使用されるイメージセンサ等のＬＥＤライン光源
及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のＬＥＤライン光源の概略図を図８
に示す。図８において１０１はガラエポ基板、１０２は
ガイド、１０３はＬＥＤチップ、１０４は樹脂、１０５
は回路パターン、１０６は抵抗、１０７は電極端子であ
る。
【０００３】ＬＥＤチップ１０３は樹脂製のガイド１０
２に実装されており、ＬＥＤチップ１０３の上部から樹
脂１０４で充填されている。この樹脂１０４は上部がシ
リンドリカルレンズとなっており、ＬＥＤアレイの横手
方向に集光作用を持つと同時に、ＬＥＤチップ１０３を
外部のゴミや衝撃等から保護する役目を担っている。そ
して、ガイド１０２はガラエポ基板１０１上に電気的接
続を持って実装されている。
【０００４】このＬＥＤライン光源は、電極端子１０７
に所定の電圧を印加すると回路パターン１０５、抵抗１
０６を通って各ＬＥＤチップ１０３に所定の電流が流
れ、ＬＥＤチップ１０３が発光する。各ＬＥＤチップ１
０３から照射された光はシリンドリカル状の樹脂１０４
を通過後、屈折してＬＥＤアレイの対面に配置された原
稿（図示せず）を照射する仕組みになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来のＬＥＤライン光源では、原稿面上の読み取
り位置にＬＥＤチップ１０３から出射された光を集光し
て原稿面照度を高めるために、透明な樹脂１０４をＬＥ
Ｄチップ１０３上にシリンドリカル状に充填してその効
果を得ていた。しかしながら、集光効率が低いため、高
速のイメージセンサの光源としては光量が不十分であっ
た。また原稿面上での照度を均一にするためにＬＥＤラ
イン光源と原稿との光学的な距離を７ｍｍ程度確保する
必要があり、イメージセンサ等の装置全体の大きさを小
型化するのに大きな障害となっていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】以上の問題点を解決する
ために本発明のＬＥＤライン光源は、ＬＥＤチップと原
稿面との間に曲面の反射板を設け、反射板からの反射光
で原稿面を照射する。
【０００７】
【作用】この構成により、原稿面上の読み取り位置での
集光効率が高まるので原稿面照度を高めることが可能と
なり、また大きさも従来の１／３以下に押さえることが
できる。
【０００８】
【実施例】以下の説明において、特に断りがない場合、
反射は完全反射、反射板は完全反射の機能を有する反射
板とする。
【０００９】（実施例１）図１は本発明の第１の実施例
におけるＬＥＤライン光源の斜視図、図２は本発明の第
１の実施例におけるＬＥＤライン光源のＬＥＤチップの
中心位置を含む横手方向断面図、図３は本発明の第１の
実施例におけるＬＥＤライン光源の回路パターンを示す
正面図である。
【００１０】１は透明基板としてのガラス基板で、本実
施例では屈折率が１．５１程度のガラス板を使用する。
そして、ガラス基板１上には図３に示すように回路パタ
ーン３を形成した。
【００１１】回路パターン３は、外部電源から各ＬＥＤ
チップ２に電圧を印加するための電気回路で、金ペース
トをスクリーンマスクを利用してガラス基板１上に印刷
し、１００℃で１５分程度乾燥させた後、およそ５６０
℃で２０分程度焼成して形成した。この回路パターン３
は、反射板４からの反射光の妨げにならないように配置
した。
【００１２】ＬＥＤチップ２は１辺の長さが約２６０μ
ｍの立方体で、底面と上面に電極を備えている。ＬＥＤ
チップ２はダイマウンタを用いて、回路パターン３の所
定のＬＥＤ固定位置３ａに配置し、銀ペーストにより電
気的、物理的接続を得た。ＬＥＤチップ２のもう一方の
電極はＬＥＤチップ２の上面２ａに形成されており、ワ
イヤボンダを用いて回路パターン３上のワイヤボンディ
ング位置３ｂに金線を接続し、電気的接続を得た。ま
た、１１は抵抗器で、ＬＥＤチップ２に電流を流す役目
を担っている。このような構成により、電極端子１０に
所定の電圧を印加するとＬＥＤチップ２が発光する仕組
みになっている。
【００１３】図１に示すように、凹面の反射面を有する
樹脂成型品５をガラス基板１の所定の位置に貼り合わせ
ることにより、所望の反射面を有する反射板４を得た。
樹脂成型品５の材質は例えばアクリル樹脂で、射出成形
の金型内に、予め反射機能を付与したフィルムを通し、
射出と同時に反射機能を成型品に転写するインモールド
成形方法により、樹脂成型品５と反射板４とを一体で成
形した。
【００１４】反射板４の形状は、図２に示すように、Ｌ
ＥＤチップ２の上面２ａの中心と、ＬＥＤライン光源の
照射位置９との２つの位置を焦点４１、４２とする楕円
の一部分となるように構成した。
【００１５】本実施例では楕円の長軸を３．５ｍｍ、短
軸を２．０１ｍｍとし、ガラス基板１の下面１ｃは上面
１ａに対して平行に位置するように構成し、照射位置９
はＬＥＤチップ２を実装する上面１ａに対向する下面１
ｃ上に存在するように構成したが、このほかの場合、具
体的には、楕円の長軸長、短軸長を変化させた場合や、
ガラス基板１の上面１ａと下面１ｃが平行でない場合
や、照射位置９がガラス基板１の下面１ｃと物理的に距
離を隔てている場合についても同様の効果が得られるこ
とは明らかである。反射板４は図１に示すように、任意
の位置における横手方向断面の形状が常に楕円形状とな
るように構成されている。
【００１６】以上のような構成にすることにより、ＬＥ
Ｄチップ２からの照射光は反射板４で反射され、反射光
はＬＥＤライン光源の照射位置９の近傍に集光する仕組
みになっている。
【００１７】（実施例２）図４は本発明の第２の実施例
におけるＬＥＤライン光源の斜視図であり、図５は本発
明の第２の実施例におけるＬＥＤライン光源のＬＥＤチ
ップの中心位置を含む横手方向断面図である。
【００１８】１は透明基板としてのガラス基板で、本実
施例では屈折率が１．５１程度のガラス板を使用する。
そして、実施例１で用いた図３と同様に、ガラス基板１
上には回路パターン３を形成した。
【００１９】回路パターン３は、外部電源から各ＬＥＤ
チップ２に電圧を印加するための電気回路で、金ペース
トをスクリーンマスクを利用してガラス基板１上に印刷
し、１００℃で１５分程度乾燥させた後、およそ５６０
℃で２０分程度焼成して形成した。この回路パターン３
は、反射板４からの反射光の妨げにならないように配置
した。
【００２０】ＬＥＤチップ２は１辺の長さが約２６０μ
ｍの立方体で、底面と上面に電極を備えている。ＬＥＤ
チップ２はダイマウンタを用いて、回路パターン３の所
定のＬＥＤ固定位置３ａに配置し、銀ペーストにより電
気的、物理的接続を得た。ＬＥＤチップ２のもう一方の
電極はＬＥＤチップ２の上面２ａに形成されており、ワ
イヤボンダを用いて回路パターン３上のワイヤボンディ
ング位置３ｂに金線を接続し、電気的接続を得た。ま
た、１１は抵抗器で、ＬＥＤチップ２に電流を流す役目
を担っている。このような構成により、電極端子１０に
所定の電圧を印加するとＬＥＤチップ２が発光する仕組
みになっている。
【００２１】図４に示すように、反射板４は、自身の前
後での光が伝搬する媒体が空気以外の媒体であるような
構成とした。そのため、図４、５に示すように光透過性
物質の半楕円柱体７をガラス基板１上に形成して、半楕
円柱体７の曲面部分に反射機能を持たせることにより、
所望の反射面を有する反射板４を得た。半楕円柱体７の
材質は、例えば可視光領域で光透過性が高く硬化時の屈
折率がガラス基板１の屈折率に等しいような紫外線硬化
性樹脂を使用し、２Ｐ法により、半楕円柱体７をガラス
基板１上に形成した。
【００２２】具体的な製造方法を述べると、図６の本発
明の一実施例におけるＬＥＤライン光源の製造方法を示
す斜視図に表わすように、半楕円柱体７の形状をなす楕
円凹型の金型１２を用意し、金型１２の凹部分に必要十
分な量のＵＶ樹脂７ａを流し込み、ガラス基板１と金型
１２を所定の位置に合わせた。さらにガラス基板１の上
方からＵＶ光を照射してＵＶ樹脂７ａを硬化させ、所望
の形状を得た。この時、予めガラス基板１上にシランカ
ップリング剤等の表面活性剤を塗布して、ガラス基板１
とＵＶ樹脂７ａとの接合強度を強くすることができた。
また、ガラス基板１に表面がなめらかでないすりガラス
を用いることにより、さらに接合強度を強めることがで
きた。一方、ＵＶ樹脂７ａの硬化を確実に行うために、
少なくとも２方向からＵＶ光照射を行うことにより、Ｌ
ＥＤチップ２や回路パターン３による陰の部分をなくす
ことができ、ＵＶ樹脂７ａを効率よく硬化することがで
きた。さらに、スリット等の遮光板を用いてＵＶ光の照
射幅を狭幅にしてガラス基板１の端部から順次照射し、
ＵＶ樹脂７ａを端部から順次硬化させることにより、Ｕ
Ｖ樹脂７ａの硬化収縮によるひけを小さくすることがで
きた。この時、ＵＶ光照射開始端部の反対端部からＵＶ
樹脂７ａを常に加圧供給することにより、ＵＶ光照射部
分に常にＵＶ樹脂７ａが供給されることになり、ＵＶ樹
脂７ａの硬化収縮によるひけを皆無にすることができ
た。上記のようにして形成した半楕円柱体７の曲面部分
に例えばアルミを２０００Å程度蒸着して反射板４を形
成した。
【００２３】反射板４の形状は、図５に示すように、Ｌ
ＥＤチップ２の上面２ａの中心と、ＬＥＤライン光源の
照射位置９との２つの位置を焦点４１、４２とする楕円
の一部分となるように構成した。
【００２４】本実施例では楕円の長軸を３．５ｍｍ、短
軸を２．０１ｍｍとし、ガラス基板１の下面１ｃは上面
１ａに対して平行に位置するように構成し、照射位置９
はＬＥＤチップ２を実装する上面１ａに対向する下面１
ｃ上に存在するように構成したが、このほかの場合、具
体的には、楕円の長軸長、短軸長を変化させた場合や、
ガラス基板１の上面１ａと下面１ｃが平行でない場合
や、照射位置９がガラス基板１の下面１ｃと物理的に距
離を隔てている場合についても同様の効果が得られるこ
とは明らかである。反射板４は図４に示すように、任意
の位置における横手方向断面の形状が常に楕円形状とな
るように構成されている。
【００２５】以下に説明する応用例は、実施例１，実施
例２について共通のものである。 （応用例１）図７は本発明の第１の応用例におけるＬＥ
Ｄライン光源のＬＥＤチップの中心位置を含む横手方向
断面図である。本応用例では楕円の長軸を３．５ｍｍ、
短軸を２．０１ｍｍとし、ガラス基板１の側面１ｂは上
面１ａに対して垂直に交わるように構成し、照射位置９
はＬＥＤチップ２を実装する上面１ａに対して垂直に位
置する側面１ｂ上に存在するように構成したが、このほ
かの場合、具体的には、楕円の長軸長、短軸長を変化さ
せた場合や、ガラス基板１の上面１ａと側面１ｂが垂直
に交わらない場合や、照射位置９がガラス基板１の側面
１ｂと物理的に距離を隔てている場合ついても同様の効
果が得られることは明らかである。反射板４は図７に示
すように、任意の位置における横手方向断面の形状が常
に楕円形状となるように構成されている。
【００２６】（応用例２）図４を参照して説明すると、
本応用例は、反射板４を拡散反射機能を有する拡散反射
板とした。これにより反射板４からの反射光の指向性が
弱まり、照射位置９における長手方向の照度分布のばら
つきを減少させるとともに、少なくすることが可能で、
また、照射幅を広げることができる。
【００２７】同様の効果を得る方法として、ガラス基板
１の光の出射側の側面１ｂまたは下面１ｃを表面がなめ
らかでないすりガラスで構成した。これにより反射板４
からの反射光の指向性が弱まり、照射位置９における長
手方向の照度分布のばらつきを減少させるとともに、照
射幅を広げることができる。
【００２８】その他の方法もあり、ＬＥＤチップ２の配
置周期と同周期で反射板４の反射率に勾配を設けた。具
体的には、反射板４上で、ＬＥＤチップ２から物理的に
最も距離がある部分の反射率が最も高く、逆に最も近い
部分の反射率が最も低くなるように反射率に勾配を設け
たことにより、照射位置９における長手方向の照度分布
のばらつきを少なくすることができる。
【００２９】（応用例３）図４に示す回路パターン３の
内、反射板４からの反射光が照射される部分に反射膜を
形成すると、より多くのＬＥＤ光を照射位置９に集光す
ることが可能となり、照射位置９の照度アップができ
る。
【００３０】あるいは、回路パターン３にＩＴＯ等の透
明電極を形成すると、反射光を遮断することがないの
で、光の有効活用とＬＥＤライン光源の小型化が可能で
ある。
【００３１】
【発明の効果】本発明のＬＥＤライン光源は、ＬＥＤチ
ップと原稿面との間に曲面の反射板を設け、反射板から
の反射光で原稿面を照射する。
【００３２】この構成により、原稿面上の読み取り位置
での集光効率が高まるので原稿面照度を高めることが可
能となり、また大きさも従来の１／３以下に押さえるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例におけるＬＥＤライン光
源の斜視図
【図２】本発明の第１の実施例におけるＬＥＤライン光
源のＬＥＤチップの中心位置を含む横手方向断面図
【図３】本発明の第１の実施例におけるＬＥＤライン光
源の回路パターンを示す正面図
【図４】本発明の第２の実施例におけるＬＥＤライン光
源の斜視図
【図５】本発明の第２の実施例におけるＬＥＤライン光
源のＬＥＤチップの中心位置を含む横手方向断面図
【図６】本発明の一実施例におけるＬＥＤライン光源の
製造方法を示す斜視図
【図７】本発明の第１の応用例におけるＬＥＤライン光
源のＬＥＤチップの中心位置を含む横手方向断面図
【図８】従来のＬＥＤライン光源の概略図
【符号の説明】
１ ガラス基板 １ａ 上面 １ｂ 側面 １ｃ 下面 ２ ＬＥＤチップ ２ａ 上面 ３ 回路パターン ３ａ ＬＥＤ固定位置 ３ｂ ワイヤボンディング位置 ４ 反射板 ５ 樹脂成型品 ７ 半楕円柱体 ７ａ ＵＶ樹脂 ９ 照射位置 １０ 電極端子 １１ 抵抗器 １２ 金型 ４１ 焦点 ４２ 焦点

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ＬＥＤを実装するための透明基板と、前記
    透明基板上に一列に並べられた複数のＬＥＤチップと、
    前記ＬＥＤチップに通電させるために前記透明基板上に
    形成された回路パターンとを備えたＬＥＤライン光源で
    あって、前記ＬＥＤチップの上部に配置され、前記複数
    のＬＥＤチップを同時に覆うような長手方向に直線状
    で、かつ横手方向断面形状がＬＥＤチップ側に凹状であ
    るような曲面反射板を有することを特徴とするＬＥＤラ
    イン光源。
  2. 【請求項２】反射板の断面形状を楕円形状とし、各ＬＥ
    ＤチップはＬＥＤチップを含む横手方向断面における楕
    円の２焦点のうちの１つの焦点位置、またはその近傍に
    配置し、もう一方の焦点位置またはその近傍を照射位置
    とすることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤライン光
    源。
  3. 【請求項３】反射光の出射面を透明基板の側面、または
    下面とすることを特徴とする請求項２記載のＬＥＤライ
    ン光源。
  4. 【請求項４】反射板の前後での光の伝搬する媒体が空気
    以外の媒体であることを特徴とする請求項３記載のＬＥ
    Ｄライン光源。
  5. 【請求項５】透明基板上の配線パターンが反射光を遮ら
    ないようにパターニングしたことを特徴とする請求項４
    記載のＬＥＤライン光源。
  6. 【請求項６】透明基板上の配線パターン上に反射膜を形
    成したことを特徴とする請求項５記載のＬＥＤライン光
    源。
  7. 【請求項７】透明基板上の配線パターンを透明電極で形
    成したことを特徴とする請求項４記載のＬＥＤライン光
    源。
  8. 【請求項８】反射面をインモールド成型品で形成したこ
    とを特徴とする請求項６または７いずれか１記載のＬＥ
    Ｄライン光源。
  9. 【請求項９】反射膜を完全反射膜としたことを特徴とす
    る請求項８記載のＬＥＤライン光源。
  10. 【請求項１０】反射膜を拡散反射膜としたことを特徴と
    する請求項８記載のＬＥＤライン光源。
  11. 【請求項１１】ＬＥＤチップと同ピッチで反射板の反射
    率に勾配をつけたことを特徴とする請求項８記載のＬＥ
    Ｄライン光源。
  12. 【請求項１２】透明基板の光の出射面をすりガラス化し
    たことを特徴とする請求項９または１０または１１いず
    れか１記載のＬＥＤライン光源。
  13. 【請求項１３】透明基板の反射板形成面をすりガラス化
    したことを特徴とする請求項８記載のＬＥＤライン光
    源。
  14. 【請求項１４】ＬＥＤを実装するための透明基板と、前
    記透明基板上に一列に並べられた複数のＬＥＤチップ
    と、前記ＬＥＤチップに通電させるために前記透明基板
    上に形成された回路パターンと、前記ＬＥＤチップの上
    部に配置され、前記複数のＬＥＤチップを同時に覆うよ
    うな長手方向に直線状で、かつ横手方向断面形状がＬＥ
    Ｄチップ側に凹状であるような曲面反射板を有するＬＥ
    Ｄライン光源の製造方法であって、反射板を２Ｐ法で形
    成することを特徴とするＬＥＤライン光源の製造方法。
  15. 【請求項１５】ＵＶ光を少なくとも２つの方向から同時
    または時間差をもって照射することを特徴とする請求項
    １４記載のＬＥＤライン光源の製造方法。
  16. 【請求項１６】ＵＶ光を反射ミラーの長手方向に対して
    狭幅にして反射ミラーの片端から順次照射することを特
    徴とする請求項１５記載のＬＥＤライン光源の製造方
    法。
  17. 【請求項１７】ＵＶ樹脂に常に加圧することを特徴とす
    る請求項１６記載のＬＥＤライン光源の製造方法。
JP6322856A 1994-12-26 1994-12-26 Ｌｅｄライン光源及びその製造方法 Pending JPH08180711A (ja)

Priority Applications (1)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100432045B1 (ko) * 2000-07-14 2004-05-22 교토덴키키 가부시키가이샤 선상조명장치
JP2009516892A (ja) * 2005-11-21 2009-04-23 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 照明装置

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