JP2877312B2 - 光電変換素子アレイ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は複写機、ファクシミリ及びイメージスキャナ
等の読取り用光源として使用する光電変換素子アレイに
関するものである。

（従来の技術） 普通紙コピー装置、ファクシミリならびにイメージス
キャナ等の読取り用光源としてLEDアレイが使用されて
いるが、その実態はCCDを含むいわゆる密着センサーと
して適用しており、その他にはレンズ縮小型センサーも
利用され、この中後者ではCCD以外のLEDが前者の場合に
比較して高価になる難点がある。

と言うのはこの後者方式では被処理体に対向してLED
素子を一直線状に配置し、更にこの被処理体からの放射
光をCCDに集束するレンズをその中間に配置し、しかも
このレンズには集束を確実にするために特殊な形状を施
すのが一般的である。

従ってこの方式ではCCD以外の部品が高価になる欠点
があるので、最近のようにCost競争が激しい機種ではむ
しろ前述の密着センサーの利用範囲が広がっているのが
実状であり、その製品も販売されている。

この密着センサーの利用方式は、前述の被処理体から
10cm程度離して配置する光源で照射し、その反射光をそ
の近くに設置する。CCDからなるラインセンサーにより
判断する手法である。このために光源からの照射光は被
処理体の所定位置に精度良く照射しなければならない。

何故ならばこの光源として利用するLED素子ではその
輝度を増やすために絞った光束を利用し、更に被処理体
の所定位置を精度良く照射し、その乱反射光中の垂直成
分をCCDからなるラインセンサーにより検知する方式が
採用されているからである。

ところで、密着センサーに利用するLEDアレイは第４
図a,bに示されているように、準備した配線基板50表面
に形成した配線層（図示せず）にLED素子51…（GaP緑
色）を一直線状に配列して電気的に接続する。更にこの
配線基板50にはレンズ効果を持つ透明成形体52を対向し
て配置した上で接着する。金型を利用するインジェクシ
ョンモールド（Injection Mold）法により形成する透明
成形体52ではLED素子51…に対向する部分を除去して凹
部とするが、配線基板50との境界面に平行な凹部53断面
には第４図a,bに示した断面図のように角部54が形成さ
れ、乱反射が起こる頻度が大きくなる。

（発明が解決しようとする課題） 以上の構造を持つLEDのような光電変換素子アレイで
は凹部には角部が形成されているので、LEDペレット51
からの放射光と凹部のなす角はこの角部で小さくなって
凹部壁面で反射して生じる散乱光の垂直光に対する割合
いが非常に大きくなって放射光を有効に透明成形体外に
取出すことができなかった。

しかもこの散乱光成分の増加により有効照度領域の輝
度低下も発生してラインセンサにとって必要な輝度が満
足されない難点も生ずる。

本発明は上記欠点を除去した新規な光電変換素子アレ
イを提供し、特に所定の輝度を持つ放射光を有効に放出
することを目的とするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明に係わる光電変換
素子アレイでは、配線基板と、この配線基板上に一直線
状に配置される複数個の光電変換素子と、これらの光電
変換素子を覆い、かつ前記光電変換素子に対向する位置
に前記光電変換素子の放射光を反射する独立した凹部が
設けられた透明成形体とを具備し、前記凹部の、前記配
線基板表面に平行な断面が閉曲線形状である点に特徴が
ある。更に前記凹部形状を、断面の横を真円とする点
と、前記凹部形状を、断面の横を楕円とする点と、前記
凹部形状の横断面が矩型により構成する点と、前記凹部
形状の横断面の角部に曲率を設置する点にも特徴があ
る。

（作用） このように光電変換素子を覆うレンズ効果を持つ透明
成形体には曲率を持った凹部内壁では放射光を従来より
垂直に近い角度で透明成形体内に入射させることによっ
て凹部内壁における反射を抑制して、所要の輝度を持つ
放射光を効率良く外部に放射する。

従って従来失っていた光を有効に活用できるので光電
変換素子アレイの機能を向上したものである。

（実施例） 第１図ａ〜ｄ乃至第３図により本発明を詳述する。

第２図に示す本発明に係わる光電変換素子アレイ１の
斜視図に明らかなように、配線基板２にはレンズ効果を
持つ透明成形体３を接着して一体とする。

透明成形体３は金型を利用するインジェクション モ
ールド（Injection Mold）法により成形し、その頂部に
は後述する光電変換素子の放射光を効率良く取出すため
に半球状部分４を形成する。

一方配線基板２としては例えばガラス・エポキシ基板
が適用可能であり、その表面には常法により配線層（図
示せず）を設置し、ここに光電変換素子１用として例え
ばGaP緑色LED素子を一直線状に接続し更にボンディング
ワイヤーを利用する熱圧着法により電気的な接続を施し
て外部から通電できる状態とする。

金型を利用するインジェクション モールド（Inject
ion Mold）法により成形する透明成形体３はこのGaP緑
色LED素子５…に対応する位置には凹部（図示せず）を
この成形工程時に設置するが、その内壁には特殊な形状
を設ける。

即ち第１図a,b,c,dに示すように配線基板２に対して
平行な断面に曲率を持った凹部６…を形成する。第１図
ａには断面真円を、第１図ｂには断面楕円を、第１図ｃ
には対向する円弧を、第１図ｄには直方体の各角部にＲ
を設置した断面状態を示しており、いずれも適用可であ
る。このように円に限らず各図のような各種図形の組合
わせでも差支えない。

ところで配線基板２と透明成形体３の一体化はこの両
者に相対的に形成する突起と透孔の熱圧着により行う。

〔発明の効果〕

第３図には縦軸には照度、横軸には光電変換素子の長
さを採って有効照度分布を調査した結果が示されてお
り、実線による本発明の方が一点鎖線で示す従来の光電
変換素子アレイより勝れた結果が得られているが、ここ
でこの照度の定義について述べると、有効照度分布を区
分して各区分部分における有効照度を求め、これを平均
して得た数値を照度ピークとする。

前述の調査結果では本発明は係わる光電変換素子アレ
イが従来のそれより10％程度照度が向上しており、曲率
を施した凹部を持った透明成形体の有利性が明らかであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図a,b,c,dは本発明に係わる光電変換素子アレイに
設置する透明成形体の一部を示す断面図、第２図はこの
光電変換素子アレイの斜視図、第３図はこの光電変換素
子アレイの特性を示す曲線図、第４図a,bは従来例の一
部を示す断面図である。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】配線基板と、この配線基板上に一直線状に
   配置される複数個の光電変換素子と、これらの光電変換
   素子を覆い、かつ前記光電変換素子に対向する位置に前
   記光電変換素子の放射光を反射する独立した凹部が設け
   られた透明成形体とを具備し、前記凹部の、前記配線基
   板表面に平行な断面が閉曲線形状であることを特徴とす
   る光電変換素子アレイ。
2. 【請求項２】前記凹部形状の横を、断面を真円とするこ
   とを特徴とする前記請求項１記載の光電変換素子アレ
   イ。
3. 【請求項３】前記凹部形状の横を、断面を楕円とするこ
   とを特徴とする前記請求項１記載の光電変換素子アレ
   イ。
4. 【請求項４】前記凹部形状の横断面が矩型であることを
   特徴とする前記請求項１記載の光電変換素子アレイ。
5. 【請求項５】前記凹部形状の横断面の角部に曲率を設置
   することを特徴とする前記請求項１記載の光電変換素子
   アレイ。