JPS607425A - 発光素子 - Google Patents
発光素子Info
- Publication number
- JPS607425A JPS607425A JP58115692A JP11569283A JPS607425A JP S607425 A JPS607425 A JP S607425A JP 58115692 A JP58115692 A JP 58115692A JP 11569283 A JP11569283 A JP 11569283A JP S607425 A JPS607425 A JP S607425A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- light
- lens
- light source
- tip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Landscapes
- Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
- Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)
- Light Sources And Details Of Projection-Printing Devices (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は通電によって発光する素子に関するもので、特
に発光光を床束する手段を備えた発光素子の構造に関す
る。
に発光光を床束する手段を備えた発光素子の構造に関す
る。
従来より、複写機・ファクシミリ送信機等の画像処理装
置で、原稿をスリット状に７．ＪＡ光するのに、光源と
してハロゲンランプあるいは蛍光灯が主に用いられてい
る。最近では装置の小型化と発光ダイオード（ＬＥＤ）
の高師度化が進み、多数個線状に配列されたＬＥＤを光
源として用いる方式が実用化されつつある。
置で、原稿をスリット状に７．ＪＡ光するのに、光源と
してハロゲンランプあるいは蛍光灯が主に用いられてい
る。最近では装置の小型化と発光ダイオード（ＬＥＤ）
の高師度化が進み、多数個線状に配列されたＬＥＤを光
源として用いる方式が実用化されつつある。
透過型液晶セルのセグメントを線状に配列し、光源から
の透過光を各セル毎に透過状態あるいはしゃへい状態に
制御することによって画像を表示し、その表示像透過光
で感光体の表面に像露光してバートコ−ピーを得る画像
処理装置、いわゆる液晶シャンクプリンタがある。斯る
ブリンクにおいては、１セルのセグメントの大きさかた
とえば１００ルｍ Ｘ １１００７Ｌ程度である。大き
さがＡ４版の原稿を処理するために、原稿サイズの短手
方向にセグメンＩ・を配列するならば、それに対応して
要求される光源の均一に照射する範囲は １００μｍＸ
２１０ｍｍとなる。光源は、例えばｉｌｆ光灯て、シ
リンドリカルレンズを取イ１け、発光光を一方向のみ集
光する。ところが、蛍光灯は出来る限り細いものを用い
ても、直ｆギが１６ｍｍ程度ある。発光部の大きさとい
う点で考えても、セグメントの大きさの１００ｐ屈に比
べて非常に大きなものとなる。シリンドリカルレンズで
１Ｖ：光しても全発光光中を１００ｐ、ｍのＩＩに集光
しきることはり１Ｆシい。
の透過光を各セル毎に透過状態あるいはしゃへい状態に
制御することによって画像を表示し、その表示像透過光
で感光体の表面に像露光してバートコ−ピーを得る画像
処理装置、いわゆる液晶シャンクプリンタがある。斯る
ブリンクにおいては、１セルのセグメントの大きさかた
とえば１００ルｍ Ｘ １１００７Ｌ程度である。大き
さがＡ４版の原稿を処理するために、原稿サイズの短手
方向にセグメンＩ・を配列するならば、それに対応して
要求される光源の均一に照射する範囲は １００μｍＸ
２１０ｍｍとなる。光源は、例えばｉｌｆ光灯て、シ
リンドリカルレンズを取イ１け、発光光を一方向のみ集
光する。ところが、蛍光灯は出来る限り細いものを用い
ても、直ｆギが１６ｍｍ程度ある。発光部の大きさとい
う点で考えても、セグメントの大きさの１００ｐ屈に比
べて非常に大きなものとなる。シリンドリカルレンズで
１Ｖ：光しても全発光光中を１００ｐ、ｍのＩＩに集光
しきることはり１Ｆシい。
そこで、発光部のサイズが数１００＋Ｌｍ程度で、第１
１１度が数１００１００Ｏ（ミリカンデラ）まて向１．
シているＬＥＤを用い、その発光光をシリンドリカルレ
ンズで集光する線状光源の構成が提案されている。この
ような線状光源構成はそれなりの評価の得られる構成で
ある。
１１度が数１００１００Ｏ（ミリカンデラ）まて向１．
シているＬＥＤを用い、その発光光をシリンドリカルレ
ンズで集光する線状光源の構成が提案されている。この
ような線状光源構成はそれなりの評価の得られる構成で
ある。
ここで使用される従来からあるＬ Ｅ Ｄ ！ 素子の
構造は第１図に示すように、発光部であるＰＮ接合部ｌ
をプラスチックやガラスの透明体キャップ２で覆ったも
のである。キャップ２は均一肉厚のものもあるし、中心
部の肉厚が厚い凸レンズ状になっているものもある。こ
の他同図で、３は基板、４・５はリード端子である。
構造は第１図に示すように、発光部であるＰＮ接合部ｌ
をプラスチックやガラスの透明体キャップ２で覆ったも
のである。キャップ２は均一肉厚のものもあるし、中心
部の肉厚が厚い凸レンズ状になっているものもある。こ
の他同図で、３は基板、４・５はリード端子である。
このような従来のＬＥＤを線状光源にするには、多数の
ＬＥＤを１列にキャップを揃えて接着させ、あるいは密
接して配置させ、そのキャップの先端にシリンドリカル
レンズを配置する。従って、量産性に乏しくなり、いき
おい装置の高価格化を招来することになる。
ＬＥＤを１列にキャップを揃えて接着させ、あるいは密
接して配置させ、そのキャップの先端にシリンドリカル
レンズを配置する。従って、量産性に乏しくなり、いき
おい装置の高価格化を招来することになる。
本発明は上記のような従来の発光素子の構造に由来する
欠点を除去しるためになされたもので。
欠点を除去しるためになされたもので。
極めて簡単にしかも照度むらの少ない線状光源をつくる
ことのできる発光素子を安価に提供することを目的とす
るものである。
ことのできる発光素子を安価に提供することを目的とす
るものである。
この目的を達成するための本発明は、通電によって生ず
る発光を集光させる光学系を備えた発光素子に於て、該
光学系の共光方向が一次元方向であることを特徴とする
発光素子である。
る発光を集光させる光学系を備えた発光素子に於て、該
光学系の共光方向が一次元方向であることを特徴とする
発光素子である。
以下本発明の実施例を詳細に説明し構成を明らかにする
。
。
第２図は本発明を適用した発光素子たるＬＥＤ８の実施
例の刺視図で従来のＬＥＤ（ｍ１図）と同一形状の部分
は同一符号をイリしである。
例の刺視図で従来のＬＥＤ（ｍ１図）と同一形状の部分
は同一符号をイリしである。
図で１０は方形のノＮ板で、リード端子４・５が貫通し
ている。１１は透明体キャップで基板１０に取付けられ
、内部にＰＮ接合部１が配ｌされる。キャップｌｌの先
端部１１ａはシリンドリカルレンズのレンズ状になって
いる。即ち、先端部１１ａの両面は矢示Ｙ−Ｙ方向では
凸形状になり、ｘ−Ｚ方向では平行形状となっている。
ている。１１は透明体キャップで基板１０に取付けられ
、内部にＰＮ接合部１が配ｌされる。キャップｌｌの先
端部１１ａはシリンドリカルレンズのレンズ状になって
いる。即ち、先端部１１ａの両面は矢示Ｙ−Ｙ方向では
凸形状になり、ｘ−Ｚ方向では平行形状となっている。
なお、Ｙ−’Ｙ方向の凸形状は半径Ｒ１・Ｒ７の両凸形
状を例示しているが、これに限らず、平凸形状・凸子形
状あるいは凸凹形状で凸半径が凹半径より小さいもので
も良い。
状を例示しているが、これに限らず、平凸形状・凸子形
状あるいは凸凹形状で凸半径が凹半径より小さいもので
も良い。
この発光ダイオードの発光指向特性の角度分布は第３図
に示すようになる。（ａ）はＹ−Ｙ−Ｚ−２７面（第２
図９矢印参照）に於ける指向特性。
に示すようになる。（ａ）はＹ−Ｙ−Ｚ−２７面（第２
図９矢印参照）に於ける指向特性。
（ｂ）はｘ−ｘ’−ｚ−ｚ’面に於ける指向特性である
。Ｙ−Ｙ’・ｚ −ｚ’面の特性は鋭、い角度分布とな
り、ｘ −ｘ’・ｚ−ｚ’面の特性はほとんど指向性の
ない角度分布となる。鋭い角度分布の半値幅は光学系伝
達効率を上げる為にそこに連結される光学系の性能に合
せる必要がある０例えば開口角２００の短焦点レンズア
レイが連結されるには、本例のように、発光角度分布が
ほぼ２０°に設定してあれば伝達効率の無駄がなくなる
。
。Ｙ−Ｙ’・ｚ −ｚ’面の特性は鋭、い角度分布とな
り、ｘ −ｘ’・ｚ−ｚ’面の特性はほとんど指向性の
ない角度分布となる。鋭い角度分布の半値幅は光学系伝
達効率を上げる為にそこに連結される光学系の性能に合
せる必要がある０例えば開口角２００の短焦点レンズア
レイが連結されるには、本例のように、発光角度分布が
ほぼ２０°に設定してあれば伝達効率の無駄がなくなる
。
第４図は本発明（ＱＬＥＤ８を線状光源にするために配
列した例である。先端部１１ａのシリンドリカルレンズ
の有するｌ］Ｗの平行な２面が密接するように配列する
。
列した例である。先端部１１ａのシリンドリカルレンズ
の有するｌ］Ｗの平行な２面が密接するように配列する
。
第５図はこの線状光源の先端部１１ａの頂部における光
強度分布を示したものである。同図（ａ）はＸ軸方向の
光強度分布、 （ｂ）はＹ軸方向の光強度分布である。
強度分布を示したものである。同図（ａ）はＸ軸方向の
光強度分布、 （ｂ）はＹ軸方向の光強度分布である。
同図（ａ）でＷピッチの強度むらが発生する。これは、
線状光源の各ＬＥＤの発光部が不連続のために生ずる。
線状光源の各ＬＥＤの発光部が不連続のために生ずる。
従ってこのトうは光軸Ｚ方向に遠ざかれば相互に打ち消
し合い減少する。同図（ｂ）の強度分布はシリンドリカ
ルレンズの集光により中心部にピークができるように集
光される。集光する位置は、レンズの材質の屈折率と曲
率とから決まる焦点距離によって決まる。また、集光の
効；考ｌはレンズの焦点距離と１−１径とから決まる１
３ＦＩ ｕ数によって決まる。
し合い減少する。同図（ｂ）の強度分布はシリンドリカ
ルレンズの集光により中心部にピークができるように集
光される。集光する位置は、レンズの材質の屈折率と曲
率とから決まる焦点距離によって決まる。また、集光の
効；考ｌはレンズの焦点距離と１−１径とから決まる１
３ＦＩ ｕ数によって決まる。
このように、ＬＥＤ先端レンズをシリンドリカルレンズ
（いわゆるカマポコ状レンズ゛）にすることによって数
１００ｗｍＸ数ｃｍ〜敗１０ｃｍの範囲を照明する絆状
光源を簡単に実現出来る。
（いわゆるカマポコ状レンズ゛）にすることによって数
１００ｗｍＸ数ｃｍ〜敗１０ｃｍの範囲を照明する絆状
光源を簡単に実現出来る。
複写機等の名種光源として用いる場合、配列長さをたと
えばＡ４サイズ長手で３００ｍｍ、あるいは短手で２１
０ｍＨに選んで、配列個数を変えれば任、ａ。
えばＡ４サイズ長手で３００ｍｍ、あるいは短手で２１
０ｍＨに選んで、配列個数を変えれば任、ａ。
の反さが設定出来る。ＬＥＤ自体は共通に使用できるた
め、Ｊε用範囲の広い汎用性の高い構成となる。また、
量産性に優れているため、安価に提供できる。線状光源
に組立てることも簡単であるから、装置のコスＩ・低減
にも役立つ。しかも、」二連のような発光分布特性を持
っているため、線状光源にした場合に、一方向には極め
て指向性が強く集光し、別な一方向（長手方向）には照
度むらの少ない光源となる。
め、Ｊε用範囲の広い汎用性の高い構成となる。また、
量産性に優れているため、安価に提供できる。線状光源
に組立てることも簡単であるから、装置のコスＩ・低減
にも役立つ。しかも、」二連のような発光分布特性を持
っているため、線状光源にした場合に、一方向には極め
て指向性が強く集光し、別な一方向（長手方向）には照
度むらの少ない光源となる。
第６図には別な実施例を示す断面図で、前例の基板に相
当する部分を四面部位１５にしたものである。本例では
凹面部位１５の断面形状は楕円形の一部にし、この惰円
第−焦点にＰＮ接合部ｌが配置され、前面のキャップで
ある光出射窓１６は平行なガラス板の例である。出射光
は楕円の第二焦点に集光される。
当する部分を四面部位１５にしたものである。本例では
凹面部位１５の断面形状は楕円形の一部にし、この惰円
第−焦点にＰＮ接合部ｌが配置され、前面のキャップで
ある光出射窓１６は平行なガラス板の例である。出射光
は楕円の第二焦点に集光される。
第７図も別な実施例を示す断面図で、四面筒鏡１５の断
面は・撒物面で、キャップ１７はシリンドリカルレンズ
で、撒物面の焦点にＰＮ接合部ｌが配置される。出射光
はシリンドリカルレンズ１７の焦点に集光する。
面は・撒物面で、キャップ１７はシリンドリカルレンズ
で、撒物面の焦点にＰＮ接合部ｌが配置される。出射光
はシリンドリカルレンズ１７の焦点に集光する。
これらの凹面部位１５は円弧部であっても略同）５の効
果が（＋１られる。
果が（＋１られる。
なお−１−記各実施例に於て、シリンドリカルレンズは
円柱形状でも良い。材質はガラスに限らずプラスチック
でも良い。また−次元方向に１オ均−材質て、もう−次
元方向には中心から遠ざかるほど連続して屈折；（への
分布が漸減するような一次元結像レンズでも実施できる
。
円柱形状でも良い。材質はガラスに限らずプラスチック
でも良い。また−次元方向に１オ均−材質て、もう−次
元方向には中心から遠ざかるほど連続して屈折；（への
分布が漸減するような一次元結像レンズでも実施できる
。
第１図は従来の発光ダイオードの胴視図、第２図は本発
明を適用した発光ダイオードの実施例の斜視図、第３図
は発光ダイオードの発光特性の説明図、第４図は発光ダ
イオードを線状光源にした実施例の斜視図、第５図は線
状光源の光強度分布を説明する図、第６図・第７図は別
な実施例の断面図である。 ｌは発光部、１１は発光ダイオードのキャンプ、ｌｌａ
はキャップ先端部のシリンドリカルレンズである。 第４図 第２図 （ｂ）
明を適用した発光ダイオードの実施例の斜視図、第３図
は発光ダイオードの発光特性の説明図、第４図は発光ダ
イオードを線状光源にした実施例の斜視図、第５図は線
状光源の光強度分布を説明する図、第６図・第７図は別
な実施例の断面図である。 ｌは発光部、１１は発光ダイオードのキャンプ、ｌｌａ
はキャップ先端部のシリンドリカルレンズである。 第４図 第２図 （ｂ）
Claims (1)
- （１）通電によって生ずる発光を集光させる光学系を備
えた発光素子に於て、 該光学系の集光方向が一次元方向であることを特徴とす
る発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58115692A JPS607425A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58115692A JPS607425A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS607425A true JPS607425A (ja) | 1985-01-16 |
Family
ID=14668877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58115692A Pending JPS607425A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS607425A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01142931U (ja) * | 1988-03-23 | 1989-09-29 | ||
| JP2004085824A (ja) * | 2002-08-26 | 2004-03-18 | Ricoh Co Ltd | 画像読取装置の照明装置 |
| US7980733B2 (en) | 2008-06-30 | 2011-07-19 | E-Pin Optical Industry Co., Ltd. | Aspherical LED angular lens for wide distribution patterns and LED assembly using the same |
| US7993035B2 (en) | 2008-06-30 | 2011-08-09 | E-Pin Optical Industry Co., Ltd. | Aspherical LED angular lens for narrow distribution patterns and LED assembly using the same |
| US8011811B2 (en) | 2008-06-30 | 2011-09-06 | E-Pin Optical Industry Co., Ltd. | Aspherical LED angular lens for central distribution patterns and LED assembly using the same |
| JP2014075323A (ja) * | 2012-10-05 | 2014-04-24 | Ｈｏｙａ Ｃａｎｄｅｏ Ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ株式会社 | 光照射装置 |
-
1983
- 1983-06-27 JP JP58115692A patent/JPS607425A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01142931U (ja) * | 1988-03-23 | 1989-09-29 | ||
| JP2004085824A (ja) * | 2002-08-26 | 2004-03-18 | Ricoh Co Ltd | 画像読取装置の照明装置 |
| US7980733B2 (en) | 2008-06-30 | 2011-07-19 | E-Pin Optical Industry Co., Ltd. | Aspherical LED angular lens for wide distribution patterns and LED assembly using the same |
| US7993035B2 (en) | 2008-06-30 | 2011-08-09 | E-Pin Optical Industry Co., Ltd. | Aspherical LED angular lens for narrow distribution patterns and LED assembly using the same |
| US8011811B2 (en) | 2008-06-30 | 2011-09-06 | E-Pin Optical Industry Co., Ltd. | Aspherical LED angular lens for central distribution patterns and LED assembly using the same |
| JP2014075323A (ja) * | 2012-10-05 | 2014-04-24 | Ｈｏｙａ Ｃａｎｄｅｏ Ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ株式会社 | 光照射装置 |
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