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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led
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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    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
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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。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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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