JPS6133268B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、発光ダイオード及び該発光ダイオー
ドを用いた読取装置に関する。

発光ダイオードは、発光部分であるチツプが小
さく極めて輝度の高い発光源である。機器のパイ
ロツトランプの様な表示素子として発光ダイオー
ドを用いる場合は、光が、広範囲に一様に放出さ
れる必要がり、通常は第１図に示す様な半球状の
プラスチツクモールドを施している。さらに光を
拡散反射させ、発光面積を増加させる方法も行わ
れている。

本発明は、発光ダイオードを表示素子としてで
はなく、照明用光源として利用するものであつ
て、１個もしくは２個以上の発光ダイオードチツ
プと、該発光ダイオードチツプからの発光を実質
的に一点または一線上に集光するために該発光ダ
イオードチツプ上に設けた実質的に透明な物体と
よりなる。

以下、実施例に基づいて本発明を説明する。

第２図に本発明の一実施例を示す。発光ダイオ
ードチツプ１は、ステム２にワイヤーボンデイン
グされ、透明な物体３、たとえば透明プラスチツ
クモールドにより固められている。プラスチツク
モールドの先端部の形状は、回転対称体、たとえ
ば、半球、回転だ円体又は回転放物体などの形状
である。回転対称体の形状を半球で近似させた場
合の曲率半径（ミリメータ単位）をｒとすると、
ダイオードチツプからプラスチツクモールドの半
球の頂点までの距離ｓ（ミリメータ単位）を選ぶ
ことにより、ある距離以遠の任意の点に発光ダイ
オードの光を集光することが可能である。しかし
ながら、発光ダイオードの性質上、発光ダイオー
ドの近傍に集光する様な光学系が実用上意味を持
つ。それ故、プラスチツクモールドの先端部の形
状が、式 10≧ｎ−１／ｒ−ｎ／ｓ≧0.025 及び、 20≧ｓ／ｒ≧４ （ここでｎは、外界の屈折率を１とした場合の
プラスチツクの屈折率である）を満足することが
好ましい。なお第２図において、４は光線、６は
集光点である。

また、プラスチツクモールドの表面は、好まし
くは光学研摩されている。

第３図は、本発明の他の実施例であつて、２個
以上の発光ダイオードチツプ１を一線上に配置
し、発光ダイオードチツプからの光を面７の上に
一線上に集光するものである。透明な物体３は、
円柱レンズの形状をなし、この円柱レンズは、軸
が上記発光ダイオードチツプの配置されている一
線に平行となるように設けられている。さらに軸
に垂直な断面の形状が、式 10≧ｎ−１／ｒ′−ｎ／ｓ≧0.025 及び、 20≧ｓ／ｒ′≧４ （ここでｎ及びｓは、前記と同様の意味を有
し、r′は、ミリメーター単位で表わした円柱レン
ズの軸に直角な経線の曲率半径である）満足する
ことが望ましい。

第４図及び第５図は、本発明のさらに他の実施
例であつて、発光ダイオードチツプを覆つている
透明プラスチツクモールド中に、プラスチツクの
屈折率より低い屈折率を有する物体又は空間を凹
レンズ形状に設けることにより、プラスチツクモ
ールドにレンズ効果をもたせるか又はレンズ効果
を増加させるかしたものである。前者の例を第４
図、後者の例を第５図に示してある。これらの実
施例においては、第２図の実施例の場合より大き
な曲率半径を取り得るため、球面収差及びコマ収
差を減少させ、集光点における輝度を高くするこ
とが出来る。反射面の数が増加することによる反
射時の損失は、透明な物体としてプラスチツクを
使用したときはプラスチツクの屈折率が高くない
ことから元来大きくない上に、反射防止膜を被覆
することによりさらに減少させることができる。
また第４図のような構造のものは、光が放出する
面が平らであるためガラスなどの基板に発光ダイ
オードを直接接着できる利点がある。

第６図は、本発明のさらに他の実施例であり、
２個以上の発光ダイオードチツプ１を一線上に配
置し、この上を透明プラスチツクモールドで覆
い、このプラスチツクモールド中に該プラスチツ
クの屈折率より低い屈折率を有する物体又は空間
５を凹円柱レンズ形状に設け、かつ該凹円柱レン
ズの中心軸は、上記発光ダイオードチツプの配置
された一線と平行となるように配置したもので、
線光源として優れた性能を持つものである。上記
空間は真空であつてもよいが、空気を入れておく
ことが製造しやすい。またこの空間が外界を通じ
ていてもさしつかえないが、ほこりなどの進入を
防ぐ意味からも外界と遮断しておく方が望まし
い。

以上の各実施例において、透明な物体、あるい
はその一部たとえば表面のみを着色し、特定の波
長の光のみを通過させるフイルター効果をもたせ
ることも可能である。

さらに本発明は、１個又は２個以上の発光ダイ
オードチツプ並びに該発光ダイオードチツプから
の発光を実質的に一点又は一線上に集光するため
に該特光ダイオードチツプ上に設けた実質的に透
明な物体からなる発光ダイオード、光ガイド及び
受光器を含む読取装置を開示する。

このような読取装置は、入場券、投票券などの
切符類の判定後、文字読取機又はフアクシミリ送
信機などとして、パターン、文字、数字、記号、
符号、図面などの読取りに使用する。

第７図は、密着型読取装置の一実施例であつ
て、上記発光ダイオードを、その集光点が原稿１
１の上にくるよう配置したものである。１２は、
ガラス基板であつて、その中に光ガイドとして読
取用フアイバープレート１３が配置され、支持板
１４の上に置かれた受光器１５に光を導く。１６
は、原稿駆動用ローラーである。

このような読取装置においては、透明プラスチ
ツクモールド自体が集光機能を有するため、他に
レンズなどの光学系を必要とせず、装置の光学部
品及びマウント用具の簡略化ができる。また集光
機能を持たせることにより、集光機能を持たない
場合に比べ、５倍以上照明効果が向上する。

また、このような読取装置における発光ダイオ
ードとしては、第３図又は第６図に示した実施例
のもののように一線上に集光する型のものが好ま
しい。この際に上記集光する一線を原稿の移動方
向（第７図の左右方向）に対しある角度をなすよ
うに配置することが好ましい。読取用フアイバー
プレート１３は、上記集光点の近くにその一端を
配置することが好ましい。

第８図は、他の実施例であつて、１７は、セル
フオツクフアイバーを束ねて、正立像が得られる
様な機能を有するフアイバープレート又は像の正
立機能を有するように組まれた光学レンズであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の発光ダイオードの説明図、第
２図、第３図、第４図、第５図及び第６図は、本
発明の発光ダイオードの一実施例の説明図、第７
図及び第８図は、本発明の読取装置の一実施例の
説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２個以上の発光ダイオードチツプと該発光ダ
   イオードチツプからの発光を実質的に一線上に集
   光し得る構造を有し、かつ該発光ダイオードチツ
   プ上に設けた実質的に透明な物体とよりなる発光
   ダイオードであつて、前記透明な物体に該透明な
   物体の屈折率より低い屈折率を有する物体または
   空間を設けてなることを特徴とする発光ダイオー
   ド。 ２ 上記発光ダイオードチツプが一線上に配設さ
   れ、上記透明な物体中に、該透明な物体の屈折率
   より低い屈折率を有する物体又は空間を凹円柱レ
   ンズ形状に設け、かつ該凹円柱レンズの中心軸
   は、上記発光ダイオードチツプの配置された一線
   と平行となるように配置することよりなる特許請
   求の範囲第１項記載の発光ダイオード。 ３ 上記透明な物体がポリメチルメタクリレー
   ト、ポリスチレン又はエポキシ樹脂である特許請
   求の範囲第１項もしくは第２項に記載の発光ダイ
   オード。 ４ ２個以上の発光ダイオードチツプ並びに該発
   光ダイオードチツプからの発光を実質的に集光面
   内の一線上に集光するために該発光ダイオードチ
   ツプ上に設けた実質的に透明な物体からなる発光
   ダイオード、光ガイドおよび受光器を含む読取装
   置であつて、前記透明な物体に該透明な物体の屈
   折率を有する物体または空間を設けてなることを
   特徴とする読取装置。 ５ 上記発光ダイオードは、上記発光ダイオード
   チツプが２個以上からなり一線上に配設され、上
   記透明な物体中に上記集光機構として該透明な物
   体の屈折率より低い屈折率を有する物体又は空間
   を凹円柱レンズ形状に設け、かつ該凹円柱レンズ
   の中心軸は上記発光ダイオードチツプの配置され
   た一線と平行となるように配置されたものである
   特許請求の範囲第４項記載の読取装置。