JPH11188914A - 発光ダイオードアレイ装置 - Google Patents
発光ダイオードアレイ装置Info
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- JPH11188914A JPH11188914A JP35796197A JP35796197A JPH11188914A JP H11188914 A JPH11188914 A JP H11188914A JP 35796197 A JP35796197 A JP 35796197A JP 35796197 A JP35796197 A JP 35796197A JP H11188914 A JPH11188914 A JP H11188914A
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- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 23
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
-
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- H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
-
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/40—Details of LED load circuits
- H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
- H05B45/46—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs disposed in parallel lines
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
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- H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光出力の低下や発光ダイオード毎の光出力の
ばらつきがなく、全発光ダイオードの同時点灯が可能な
発光ダイオードアレイ装置を提供する。 【解決手段】 複数の発光ダイオードからなる発光ダイ
オードアレイ1を回路配線基板2の一方の面に設け、こ
の回路配線基板2の他方の面に発光ダイオード駆動用の
正負の電源ラインとしてそれぞれ金属板3,4を設け、
これら正の電源ラインの金属板と負の電源ラインの金属
板との間にコンデンサ6,9を設けた。
ばらつきがなく、全発光ダイオードの同時点灯が可能な
発光ダイオードアレイ装置を提供する。 【解決手段】 複数の発光ダイオードからなる発光ダイ
オードアレイ1を回路配線基板2の一方の面に設け、こ
の回路配線基板2の他方の面に発光ダイオード駆動用の
正負の電源ラインとしてそれぞれ金属板3,4を設け、
これら正の電源ラインの金属板と負の電源ラインの金属
板との間にコンデンサ6,9を設けた。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光プリンタのヘッ
ド等に使用される発光ダイオードアレイ装置に係り、特
に、光出力の低下や発光ダイオード毎の光出力のばらつ
きがなく、全発光ダイオードの同時点灯が可能な発光ダ
イオードアレイ装置に関するものである。
ド等に使用される発光ダイオードアレイ装置に係り、特
に、光出力の低下や発光ダイオード毎の光出力のばらつ
きがなく、全発光ダイオードの同時点灯が可能な発光ダ
イオードアレイ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図8及び図9に従来の発光ダイオードア
レイ装置を示す。この発光ダイオードアレイ装置は、回
路配線基板2の一方の面(上面とする)に発光ダイオー
ドチップ1を実装し、この回路配線基板2の他方の面
(下面)に発光ダイオード駆動用の正負の電源ラインパ
ターン11,12を設けたものである。発光ダイオード
チップ1は複数の発光ダイオードを単一のチップに形成
したものを用いても、或いは、単一の発光ダイオード形
成したチップを複数用いてもよく、いずれにしても回路
配線基板2の上面に発光ダイオードアレイが構成され
る。電源ラインパターン11,12は、印刷配線による
もので、正の電源ライン11と負の電源ライン12とが
それぞれ印刷配線される。電源ラインパターン11,1
2は、配線を介して外部の電源装置に接続される。
レイ装置を示す。この発光ダイオードアレイ装置は、回
路配線基板2の一方の面(上面とする)に発光ダイオー
ドチップ1を実装し、この回路配線基板2の他方の面
(下面)に発光ダイオード駆動用の正負の電源ラインパ
ターン11,12を設けたものである。発光ダイオード
チップ1は複数の発光ダイオードを単一のチップに形成
したものを用いても、或いは、単一の発光ダイオード形
成したチップを複数用いてもよく、いずれにしても回路
配線基板2の上面に発光ダイオードアレイが構成され
る。電源ラインパターン11,12は、印刷配線による
もので、正の電源ライン11と負の電源ライン12とが
それぞれ印刷配線される。電源ラインパターン11,1
2は、配線を介して外部の電源装置に接続される。
【0003】なお、このような発光ダイオードアレイ装
置において、正負の電源ライン間にコンデンサを設けた
ものは、従来、存在しない。
置において、正負の電源ライン間にコンデンサを設けた
ものは、従来、存在しない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、正負の電源
ライン間には、発光ダイオード駆動電源電圧が印加され
るが、発光ダイオードを点灯した瞬間には、突入電流に
より電圧降下が発生する。このため、全発光ダイオード
を同時に点灯すると、光出力の低下や各発光ダイオード
間の光出力のばらつきが発生する。このような光出力の
低下やばらつきの発生を防ぐために、発光ダイオードを
複数のグループに分割してグループ毎に時間をずらせて
順次点灯させている。このような順次点灯のために、発
光ダイオードアレイの点灯・消灯を高速に切り替える動
作が困難だった。
ライン間には、発光ダイオード駆動電源電圧が印加され
るが、発光ダイオードを点灯した瞬間には、突入電流に
より電圧降下が発生する。このため、全発光ダイオード
を同時に点灯すると、光出力の低下や各発光ダイオード
間の光出力のばらつきが発生する。このような光出力の
低下やばらつきの発生を防ぐために、発光ダイオードを
複数のグループに分割してグループ毎に時間をずらせて
順次点灯させている。このような順次点灯のために、発
光ダイオードアレイの点灯・消灯を高速に切り替える動
作が困難だった。
【0005】また、電源ラインが回路配線基板に設けた
パターンであるため、大電流を流すことができない。こ
のため各発光ダイオードに流す電流も制限され、大きな
光出力を得ることができない。
パターンであるため、大電流を流すことができない。こ
のため各発光ダイオードに流す電流も制限され、大きな
光出力を得ることができない。
【0006】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、光出力の低下や発光ダイオード毎の光出力のばらつ
きがなく、全発光ダイオードの同時点灯が可能な発光ダ
イオードアレイ装置を提供することにある。
し、光出力の低下や発光ダイオード毎の光出力のばらつ
きがなく、全発光ダイオードの同時点灯が可能な発光ダ
イオードアレイ装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、複数の発光ダイオードからなる発光ダイオ
ードアレイを回路配線基板の一方の面に設け、この回路
配線基板の他方の面に発光ダイオード駆動用の正負の電
源ラインとしてそれぞれ金属板を設け、これら正の電源
ラインの金属板と負の電源ラインの金属板との間にコン
デンサを設けたものである。
に本発明は、複数の発光ダイオードからなる発光ダイオ
ードアレイを回路配線基板の一方の面に設け、この回路
配線基板の他方の面に発光ダイオード駆動用の正負の電
源ラインとしてそれぞれ金属板を設け、これら正の電源
ラインの金属板と負の電源ラインの金属板との間にコン
デンサを設けたものである。
【0008】平常時の発光ダイオード駆動電源電圧をV
0 、全発光ダイオードを点灯したときの総消費電流を
I、全発光ダイオードを点灯した瞬間に降下した発光ダ
イオード駆動電源電圧がV0 に復帰するまでの時間を
t、係数をKとしたとき、上記コンデンサは、 C≧(K×I)(V0 ×t) の関係を満足する容量Cを持ってもよい。
0 、全発光ダイオードを点灯したときの総消費電流を
I、全発光ダイオードを点灯した瞬間に降下した発光ダ
イオード駆動電源電圧がV0 に復帰するまでの時間を
t、係数をKとしたとき、上記コンデンサは、 C≧(K×I)(V0 ×t) の関係を満足する容量Cを持ってもよい。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて詳述する。
図面に基づいて詳述する。
【0010】本発明に係る発光ダイオードアレイ装置の
側面を図1に、下面を図2に示す。また、この発光ダイ
オードアレイ装置の回路構成を図3に示す。各図に共通
する要素には同一符号を付す。
側面を図1に、下面を図2に示す。また、この発光ダイ
オードアレイ装置の回路構成を図3に示す。各図に共通
する要素には同一符号を付す。
【0011】図示されるように、本発明の発光ダイオー
ドアレイ装置は、回路配線基板2の上面に発光ダイオー
ドチップ1を実装し、この回路配線基板2の下面に沿わ
せて基板のパターンとは別途に発光ダイオード駆動用の
正負の電源ラインとしてそれぞれ金属板3,4を設け、
これら正(+側)の電源ラインの金属板3と負(−側)
の電源ラインの金属板4との間にコンデンサ6,9を設
けたものである。金属板3,4は、それぞれ回路配線基
板2の幅方向のほぼ半分ずつを覆い、長手方向には回路
配線基板2よりも余長を有し、その余長部分に配線接続
用の端子を設けてある。
ドアレイ装置は、回路配線基板2の上面に発光ダイオー
ドチップ1を実装し、この回路配線基板2の下面に沿わ
せて基板のパターンとは別途に発光ダイオード駆動用の
正負の電源ラインとしてそれぞれ金属板3,4を設け、
これら正(+側)の電源ラインの金属板3と負(−側)
の電源ラインの金属板4との間にコンデンサ6,9を設
けたものである。金属板3,4は、それぞれ回路配線基
板2の幅方向のほぼ半分ずつを覆い、長手方向には回路
配線基板2よりも余長を有し、その余長部分に配線接続
用の端子を設けてある。
【0012】金属板3,4は、それぞれ配線を介して外
部の電源装置5,10に接続される。図1,2に示され
るように、コンデンサ6は金属板3,4から電源装置5
までの配線に対し、金属板3,4の近傍において取り付
けられている。また、図3に示されるように、コンデン
サ9は、金属板3,4に対し、電源装置10までの配線
が接続される端子の近傍において取り付けられている。
このように、コンデンサ6,9は、金属板3,4と配線
とが接続される箇所のできる限り近傍に接続するのが望
ましい。
部の電源装置5,10に接続される。図1,2に示され
るように、コンデンサ6は金属板3,4から電源装置5
までの配線に対し、金属板3,4の近傍において取り付
けられている。また、図3に示されるように、コンデン
サ9は、金属板3,4に対し、電源装置10までの配線
が接続される端子の近傍において取り付けられている。
このように、コンデンサ6,9は、金属板3,4と配線
とが接続される箇所のできる限り近傍に接続するのが望
ましい。
【0013】発光ダイオードチップ1は、図3に示され
るように、それぞれの発光ダイオード7に点灯・消灯切
り換え用のトランジスタ8を付けたものであり、それぞ
れの発光ダイオード7の陽極が正の電源ラインの金属板
3に接続され、それぞれの発光ダイオード7の陰極がそ
れぞれのトランジスタ8の負荷側端子に接続され、それ
ぞれのトランジスタ8の接地側端子が負の電源ラインの
金属板4に接続される。それぞれのトランジスタ8の信
号側端子は、図示されない共通又は個別の信号源に接続
される。
るように、それぞれの発光ダイオード7に点灯・消灯切
り換え用のトランジスタ8を付けたものであり、それぞ
れの発光ダイオード7の陽極が正の電源ラインの金属板
3に接続され、それぞれの発光ダイオード7の陰極がそ
れぞれのトランジスタ8の負荷側端子に接続され、それ
ぞれのトランジスタ8の接地側端子が負の電源ラインの
金属板4に接続される。それぞれのトランジスタ8の信
号側端子は、図示されない共通又は個別の信号源に接続
される。
【0014】次に、動作を説明する。
【0015】ここでは、平常時の発光ダイオード駆動電
源電圧V0 を3.5Vとし、全発光ダイオードを同時に
所定時間だけ点灯し、全発光ダイオードを同時に所定時
間だけ消灯することを繰り返す。このとき、図5に示さ
れるように、全発光ダイオードを同時に点灯した瞬間に
発光ダイオード駆動電源電圧が降下しようとする。しか
し、コンデンサ6,9に充電されていた電荷が放出され
るために電圧降下が抑制され、もとの電圧に速やかに復
帰する。これにより、ほぼ全点灯期間中において正規の
発光ダイオード駆動電源電圧を得ることができる。この
動作を従来技術と比較するために、従来の発光ダイオー
ドアレイ装置において同じタイミングで点灯・消灯を繰
り返すと、図4に示されるように、全発光ダイオードを
同時に点灯した瞬間に発光ダイオード駆動電源電圧が激
しく降下し、その後も、もとの電圧になかなか復帰せ
ず、ついに点灯期間が終わるまで正規の発光ダイオード
駆動電源電圧を得ることができない。このように、図4
に見られる大きな電圧変動が、本発明により、図5のよ
うに大幅に改善されることがわかる。
源電圧V0 を3.5Vとし、全発光ダイオードを同時に
所定時間だけ点灯し、全発光ダイオードを同時に所定時
間だけ消灯することを繰り返す。このとき、図5に示さ
れるように、全発光ダイオードを同時に点灯した瞬間に
発光ダイオード駆動電源電圧が降下しようとする。しか
し、コンデンサ6,9に充電されていた電荷が放出され
るために電圧降下が抑制され、もとの電圧に速やかに復
帰する。これにより、ほぼ全点灯期間中において正規の
発光ダイオード駆動電源電圧を得ることができる。この
動作を従来技術と比較するために、従来の発光ダイオー
ドアレイ装置において同じタイミングで点灯・消灯を繰
り返すと、図4に示されるように、全発光ダイオードを
同時に点灯した瞬間に発光ダイオード駆動電源電圧が激
しく降下し、その後も、もとの電圧になかなか復帰せ
ず、ついに点灯期間が終わるまで正規の発光ダイオード
駆動電源電圧を得ることができない。このように、図4
に見られる大きな電圧変動が、本発明により、図5のよ
うに大幅に改善されることがわかる。
【0016】ここで、具体的な数値を示すと、コンデン
サ6,9の容量Cは、平常時の発光ダイオード駆動電源
電圧V0 を3.5V、全発光ダイオードを点灯したとき
の総消費電流Iを25A、全発光ダイオードを点灯した
瞬間に降下した発光ダイオード駆動電源電圧がV0 に復
帰するまでの時間tを2.5μs、係数Kを1.05×
10-8として、 C≧(K×I)(V0 ×t) に代入し、C≧3000μFが得られたので、C=30
00μFとした。コンデンサ6,9として3000μF
のコンデンサを取り付けて発光ダイオード駆動電源電圧
を観測した結果が図5である。このように、定格の電圧
及び電流と固定の係数を用い、電圧降下を復帰させたい
時間に応じてコンデンサの容量を算出することができる
ので、高速動作が要求される場合のコンデンサの容量も
容易に決めることができる。
サ6,9の容量Cは、平常時の発光ダイオード駆動電源
電圧V0 を3.5V、全発光ダイオードを点灯したとき
の総消費電流Iを25A、全発光ダイオードを点灯した
瞬間に降下した発光ダイオード駆動電源電圧がV0 に復
帰するまでの時間tを2.5μs、係数Kを1.05×
10-8として、 C≧(K×I)(V0 ×t) に代入し、C≧3000μFが得られたので、C=30
00μFとした。コンデンサ6,9として3000μF
のコンデンサを取り付けて発光ダイオード駆動電源電圧
を観測した結果が図5である。このように、定格の電圧
及び電流と固定の係数を用い、電圧降下を復帰させたい
時間に応じてコンデンサの容量を算出することができる
ので、高速動作が要求される場合のコンデンサの容量も
容易に決めることができる。
【0017】次に、他の実施形態を説明する。
【0018】前記実施形態では、大容量のコンデンサを
1個使用したが、小容量のコンデンサを複数使用しても
よい。例えば、図6、図7に示されるように、回路配線
基板2の下面に設けた金属板3,4間に多数のコンデン
サ6を設けても、前記実施形態と同等の効果を得ること
ができる。
1個使用したが、小容量のコンデンサを複数使用しても
よい。例えば、図6、図7に示されるように、回路配線
基板2の下面に設けた金属板3,4間に多数のコンデン
サ6を設けても、前記実施形態と同等の効果を得ること
ができる。
【0019】なお、全発光ダイオードを同時に点灯する
場合についてのみ説明したが、本発明は、部分的に点灯
する場合にも有効に作用することは勿論である。
場合についてのみ説明したが、本発明は、部分的に点灯
する場合にも有効に作用することは勿論である。
【0020】以上説明したように、本発明は、発光ダイ
オード駆動用の電源ラインとして配線パターンとは別途
に金属板を設けたので、電源ラインのインピーダンスが
低下して大電流による電圧降下が抑制されると共に、正
の電源ラインの金属板と負の電源ラインの金属板との間
にコンデンサを設けたので、急激な電圧降下が緩和さ
れ、速やかに電圧を復帰させることができる。従って、
全発光ダイオードを大出力で同時点灯した場合にも光出
力の低下やばらつきの発生がなくなり、点灯・消灯を高
速に切り替える動作も可能となるので、この発光ダイオ
ードアレイ装置を光プリンタのヘッド等に使用すれば、
むらのない高い印字品質を維持しつつ高速印字が可能と
なる。
オード駆動用の電源ラインとして配線パターンとは別途
に金属板を設けたので、電源ラインのインピーダンスが
低下して大電流による電圧降下が抑制されると共に、正
の電源ラインの金属板と負の電源ラインの金属板との間
にコンデンサを設けたので、急激な電圧降下が緩和さ
れ、速やかに電圧を復帰させることができる。従って、
全発光ダイオードを大出力で同時点灯した場合にも光出
力の低下やばらつきの発生がなくなり、点灯・消灯を高
速に切り替える動作も可能となるので、この発光ダイオ
ードアレイ装置を光プリンタのヘッド等に使用すれば、
むらのない高い印字品質を維持しつつ高速印字が可能と
なる。
【0021】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
る。
【0022】(1)発光ダイオード駆動電源電圧の変動
が抑制されるので、各発光ダイオード間の光出力のばら
つきをなくすことができる。
が抑制されるので、各発光ダイオード間の光出力のばら
つきをなくすことができる。
【0023】(2)全発光ダイオードの同時点灯が可能
となり、これによって高速動作が可能となる。
となり、これによって高速動作が可能となる。
【図1】本発明の一実施形態を示す発光ダイオードアレ
イ装置の側面図である。
イ装置の側面図である。
【図2】図1の発光ダイオードアレイ装置の下面図であ
る。
る。
【図3】図1の発光ダイオードアレイ装置の回路構成図
である。
である。
【図4】従来の発光ダイオードアレイ装置による発光ダ
イオード駆動電源電圧の波形図である。
イオード駆動電源電圧の波形図である。
【図5】本発明の発光ダイオードアレイ装置による発光
ダイオード駆動電源電圧の波形図である。
ダイオード駆動電源電圧の波形図である。
【図6】本発明の他の実施形態を示す発光ダイオードア
レイ装置の側面図である。
レイ装置の側面図である。
【図7】図6の発光ダイオードアレイ装置の下面図であ
る。
る。
【図8】従来の発光ダイオードアレイ装置の側面図であ
る。
る。
【図9】従来の発光ダイオードアレイ装置の下面図であ
る。
る。
1 発光ダイオードチップ 2 回路配線基板 3 金属板(+側) 4 金属板(−側) 6,9 コンデンサ 7 発光ダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04N 1/036 (72)発明者 田中 秀夫 茨城県日立市砂沢町880番地 日立電線株 式会社高砂工場内 (72)発明者 西浦 保 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内
Claims (2)
- 【請求項1】 複数の発光ダイオードからなる発光ダイ
オードアレイを回路配線基板の一方の面に設け、この回
路配線基板の他方の面に発光ダイオード駆動用の正負の
電源ラインとしてそれぞれ金属板を設け、これら正の電
源ラインの金属板と負の電源ラインの金属板との間にコ
ンデンサを設けたことを特徴とする発光ダイオードアレ
イ装置。 - 【請求項2】 平常時の発光ダイオード駆動電源電圧を
V0 、全発光ダイオードを点灯したときの総消費電流を
I、全発光ダイオードを点灯した瞬間に降下した発光ダ
イオード駆動電源電圧がV0 に復帰するまでの時間を
t、係数をKとしたとき、上記コンデンサは、 C≧(K×I)(V0 ×t) の関係を満足する容量Cを持つことを特徴とする請求項
1記載の発光ダイオードアレイ装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35796197A JPH11188914A (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 発光ダイオードアレイ装置 |
US09/219,304 US6232724B1 (en) | 1997-12-25 | 1998-12-23 | Light emitting diode array |
DE19860326A DE19860326A1 (de) | 1997-12-25 | 1998-12-24 | Lichtemittierende Diodenmatrix |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35796197A JPH11188914A (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 発光ダイオードアレイ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11188914A true JPH11188914A (ja) | 1999-07-13 |
Family
ID=18456840
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35796197A Pending JPH11188914A (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 発光ダイオードアレイ装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6232724B1 (ja) |
JP (1) | JPH11188914A (ja) |
DE (1) | DE19860326A1 (ja) |
Cited By (3)
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