JP2000124505A - Semiconductor light emitting module - Google Patents

Semiconductor light emitting module

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JP2000124505A
JP2000124505A JP11320643A JP32064399A JP2000124505A JP 2000124505 A JP2000124505 A JP 2000124505A JP 11320643 A JP11320643 A JP 11320643A JP 32064399 A JP32064399 A JP 32064399A JP 2000124505 A JP2000124505 A JP 2000124505A
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semiconductor light
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旭 白石
Nobuyuki Suzuki
伸幸 鈴木
Tetsuji Tomioka
哲二 富岡
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize high luminance, appropriate optical orientation and increased light output by increasing a curvature in an outer lens where a light passes through by means of the first side of a light emitting element lens, and reducing a curvature in the outer lens where a light passes through by means of the second side of the light emitting element lens. SOLUTION: The first side 24a of a light emitting element lens is inclined by smaller angle to one main surface 11a of a circuit board 11 than the second side 24b of the light emitting element lens, and the light emitting element lens is alined with the outer lens 33. The outer lens 33 in which a light passes through by means of the first side 24a of the light emitting element lens has a large curvature. On the other hand, the lens part 33 of the outer lens in which a light passes through by means of the second side 24b has a small curvature. Thus, high luminance, appropriate optical orientation and increased light output can be realized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、小型・薄型且つ高
出力の半導体発光モジュールに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a small, thin, and high-output semiconductor light emitting module.

【0002】[0002]

【従来の技術】複数の半導体発光装置又は半導体発光素
子が単一の外囲体に組み込まれて成る半導体発光装置を
構成する所謂半導体発光モジュールは公知である。図2
0に示す従来の半導体発光モジュールは、プリント基板
(1)と、プリント基板(1)に実装された複数個の発光
ダイオード(2)と、発光ダイオード(2)を包囲してプ
リント基板(1)に取り付けられた外囲体(3)から成
り、複数個の発光ダイオード(2)をそれぞれの配光方
向を揃えて一体に形成される。発光ダイオード(2)
は、外部リード(4)と、外部リード(4)の端部に固定
されたレンズ(5)とを有する。図示しないが、外部リ
ード(4)はヘッダ(皿状支持電極体)を備え、レンズ
(5)は外部リード(4)のヘッダに固着された発光ダイ
オード素子を封止する。また、道路交通を円滑にして安
全性を向上するために、カーナビゲーションシステムに
通信機能を付加して車両に対しリアルタイムで交通情報
を送受信するVICS(Vehicle Information Communic
ation System)が提案され、平成8年4月より一部の地
域で運用が開始されている。図19に示すように、VI
CSでは走行中の車両に設置されたカーナビゲーション
システムを含む車載機と道路脇に設置された地上機との
間で双方向光通信が行われ、VICSの通信媒体である
光ビーコンの光源には半導体発光モジュールとして集合
ランプ形の赤外発光ダイオードモジュールが使用され
る。
2. Description of the Related Art A so-called semiconductor light emitting module which constitutes a semiconductor light emitting device in which a plurality of semiconductor light emitting devices or semiconductor light emitting elements are incorporated in a single envelope is known. FIG.
The conventional semiconductor light emitting module shown in FIG. 1 includes a printed circuit board (1), a plurality of light emitting diodes (2) mounted on the printed circuit board (1), and a printed circuit board (1) surrounding the light emitting diode (2). A plurality of light emitting diodes (2) are formed integrally with their respective light distribution directions aligned. Light emitting diode (2)
Has an external lead (4) and a lens (5) fixed to an end of the external lead (4). Although not shown, the external lead (4) includes a header (dish-shaped support electrode body), and the lens (5) seals the light emitting diode element fixed to the header of the external lead (4). Also, in order to smooth road traffic and improve safety, VICS (Vehicle Information Communic) that transmits and receives traffic information to and from vehicles in real time by adding a communication function to a car navigation system.
ation System) has been proposed and has been in operation in some areas since April 1996. As shown in FIG.
In CS, bi-directional optical communication is performed between an on-board unit including a car navigation system installed on a running vehicle and a ground unit installed on the side of the road, and the light source of an optical beacon, which is a communication medium of VICS, A collective lamp type infrared light emitting diode module is used as a semiconductor light emitting module.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、光通信を目
的として自動車に搭載される半導体発光モジュールにお
いては、特にモジュールが小面積(小型)であり且つ薄
型であることが要求される。ここで、図20の半導体発
光モジュールでは、外部リード(4)を備え且つ個別に
完成した樹脂封止型の発光ダイオード(2)を回路基板
(1)に配置した構成となっており、レンズ(5)の横幅
L及び高さHが比較的大きいため、このような要求を満
足することができない。そこで、本発明は、光通信用等
の光源として最適で、小型・薄型且つ高出力化が可能な
半導体発光モジュールを提供することを目的とする。
By the way, in a semiconductor light emitting module mounted on an automobile for the purpose of optical communication, it is particularly required that the module has a small area (small size) and a small thickness. Here, the semiconductor light emitting module of FIG. 20 has a configuration in which an external lead (4) is provided and a separately completed resin-sealed light emitting diode (2) is arranged on a circuit board (1). Since the width L and the height H of 5) are relatively large, such requirements cannot be satisfied. Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting module that is optimal as a light source for optical communication and the like, and that can be small, thin, and capable of achieving high output.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明による半導体発光
モジュールは、回路基板(11)と、回路基板(11)に固
着された複数の半導体発光装置(12)と、回路基板(1
1)に取り付けられ且つ複数の半導体発光装置(12)か
ら照射される光の散乱を抑制するアウタレンズ(15)と
を備え、半導体発光装置(12)の各々は、発光素子基板
(22)と、発光素子基板(22)の一方の主面(22a)に
固着された半導体発光素子(23)と、光透過性樹脂から
成る角錐台形状の発光素子レンズ(24)とを備えるチッ
プ型発光ダイオード(12)により構成される。アウタレ
ンズ(15)は透光性材料により板状に形成されたレンズ
本体(15c)と、レンズ本体(15c)に一体に形成され且
つレンズ本体(15c)の一方の主面(15a)から突出する
外面を有する複数のレンズ部(33)と、レンズ本体(15
c)の他方の主面(15b)から突出し且つ回路基板(11)
に装着される脚部(15d)とを備えている。本発明で
は、発光素子レンズ(24)の第1の側面(24a)は、回
路基板(11)の一方の主面(11a)に対して発光素子レ
ンズ(24)の第2の側面(24b)よりも小さな角度で傾
斜し、発光素子レンズ(24)はアウタレンズ(15)のレ
ンズ部(33)と整列して配置され、発光素子レンズ(2
4)の第1の側面(24a)を介して光が通過するアウタレ
ンズ(15)のレンズ部(33)の部分は曲率が大きく、発
光素子レンズ(24)の第2の側面(24b)を介して光が
通過するアウタレンズ(15)のレンズ部(33)の部分は
曲率が小さい。本発明による半導体発光モジュールは、
外部リードを必要としない角錐台形状の発光素子レンズ
(24)を備えるチップ型発光ダイオード(12)を用いる
ため、モジュール全体の小型化・薄型化が可能となる。
また、発光素子レンズ(24)の比較的小さな角度で傾斜
する第1の側面(24a)を介して光が通過するアウタレ
ンズ(15)のレンズ部(33)の部分の曲率を大きく、発
光素子レンズ(24)の比較的大きな角度の第2の側面
(24b)を介して光が通過するアウタレンズ(15)のレ
ンズ部(33)の部分の曲率を小さく形成するので、発光
素子レンズ(24)の第1の側面(24a)及びアウタレン
ズ(15)を介して導出される光を上方に有効に導き、発
光効率を増大し、光指向性を高めることができる。
A semiconductor light emitting module according to the present invention comprises a circuit board (11), a plurality of semiconductor light emitting devices (12) fixed to the circuit board (11), and a circuit board (1).
An outer lens (15) attached to 1) and suppressing scattering of light emitted from the plurality of semiconductor light emitting devices (12), wherein each of the semiconductor light emitting devices (12) includes a light emitting element substrate (22); A chip-type light-emitting diode (23) having a semiconductor light-emitting element (23) fixed to one main surface (22a) of a light-emitting element substrate (22) and a truncated pyramid-shaped light-emitting element lens (24) made of a light-transmitting resin. 12). The outer lens (15) is formed integrally with the lens body (15c), and is protruded from one main surface (15a) of the lens body (15c). A plurality of lens portions (33) having outer surfaces and a lens body (15
c) projecting from the other main surface (15b) of the circuit board (11)
And a leg (15d) attached to the vehicle. According to the present invention, the first side surface (24a) of the light emitting element lens (24) is connected to the second side surface (24b) of the light emitting element lens (24) with respect to one main surface (11a) of the circuit board (11). The light-emitting element lens (24) is arranged at a smaller angle than the light-emitting element lens (24), and is aligned with the lens portion (33) of the outer lens (15).
The lens portion (33) of the outer lens (15) through which light passes through the first side surface (24a) of (4) has a large curvature and passes through the second side surface (24b) of the light emitting element lens (24). The lens portion (33) of the outer lens (15) through which light passes has a small curvature. The semiconductor light emitting module according to the present invention comprises:
Since a chip-type light emitting diode (12) having a truncated pyramid-shaped light emitting element lens (24) that does not require external leads is used, the size and thickness of the entire module can be reduced.
Further, the curvature of the lens portion (33) of the outer lens (15) through which light passes through the first side surface (24a) inclined at a relatively small angle of the light emitting element lens (24) is increased, Since the curvature of the lens portion (33) of the outer lens (15) through which light passes through the second side surface (24b) having a relatively large angle of (24) is formed to be small, the light emitting element lens (24) The light guided through the first side surface (24a) and the outer lens (15) can be effectively guided upward to increase the light emission efficiency and the light directivity.

【0005】本発明の実施の形態では、レンズ部(33)
は非球面のほぼ半エッグ表面を有し、短軸(33a)及び
長軸(33b)に沿う半径の大きさ比が2:2.1〜2:5
の範囲である。レンズ本体(15c)の他方の主面(15b)
に反射壁(13)を形成してもよい。アウタレンズ(15)
の一部から成る反射壁(13)をチップ型発光ダイオード
(12)の側面に配置することにより、チップ型発光ダイ
オード(12)の発光素子レンズ(24)から側方に放射さ
れた光を反射壁(13)で上方に反射させ、アウタレンズ
(15)を介して外部に取り出せるので、さらに発光効率
の増大を図ることができる。また、脚部(15d)の先端
に爪部(15e)を形成し、回路基板(11)に形成された
開口部(61)に挿入し且つ開口部(61)の周壁(62)に
係止してもよい。これによりアウタレンズ(15)を回路
基板(11)にはめ込み取付できるので、組立の容易なモ
ジュールを実現できる。更に、脚部(15d)の間に形成
された突起(15f)を回路基板(11)の孔部(63)に装
着し、レンズ本体(15c)を正確な位置に保持すること
ができる。
In the embodiment of the present invention, the lens portion (33)
Has an aspherical, approximately half-egg surface and a radius ratio along the short axis (33a) and the long axis (33b) of 2: 2.1 to 2: 5.
Range. The other main surface (15b) of the lens body (15c)
A reflective wall (13) may be formed on the surface. Outer lens (15)
By arranging the reflective wall (13) consisting of a part of the LED on the side of the chip-type light emitting diode (12), the light emitted to the side from the light-emitting element lens (24) of the chip-type light emitting diode (12) is reflected Since the light is reflected upward by the wall (13) and can be taken out through the outer lens (15), the luminous efficiency can be further increased. Also, a claw (15e) is formed at the tip of the leg (15d), inserted into the opening (61) formed in the circuit board (11), and locked on the peripheral wall (62) of the opening (61). May be. This allows the outer lens (15) to be fitted and mounted on the circuit board (11), thereby realizing a module that can be easily assembled. Further, the projection (15f) formed between the legs (15d) is attached to the hole (63) of the circuit board (11), and the lens body (15c) can be held at an accurate position.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下、発光ダイオードモジュール
に適用した本発明による半導体発光モジュールの実施の
形態を図1〜図18について説明する。図1に示す発光
ダイオードモジュールは、回路基板(11)、半導体発光
装置としてのチップ型発光ダイオード(表面実装型発光
ダイオード)(12)及び反射壁(13)が一体に形成され
たアウタレンズ(15)から構成される。回路基板(11)
は例えばエポキシ樹脂等から成る。図2に示すように、
回路基板(11)の一方の主面(11a)には複数本の帯状
の接続用配線導体(16)と電極端子(17)とが形成さ
れ、両者は連絡配線導体(17a)で電気的に接続され
る。また、図3に示すように、回路基板(11)の他方の
主面(11b)にも接続用配線導体(18)が形成される。
一方の主面(11a)側に形成された接続用配線導体(1
6)は、回路基板(11)の一方の側面(11c)から他方の
側面(11d)の方向に向かう第1の方向に延伸し、延伸
方向の途中に複数の間欠領域(19)が設けられる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a semiconductor light emitting module according to the present invention applied to a light emitting diode module will be described below with reference to FIGS. The light emitting diode module shown in FIG. 1 has an outer lens (15) integrally formed with a circuit board (11), a chip type light emitting diode (surface mounted light emitting diode) (12) as a semiconductor light emitting device, and a reflecting wall (13). Consists of Circuit board (11)
Is made of, for example, an epoxy resin. As shown in FIG.
A plurality of strip-shaped connection wiring conductors (16) and electrode terminals (17) are formed on one main surface (11a) of the circuit board (11), and both are electrically connected by the connection wiring conductor (17a). Connected. As shown in FIG. 3, a connection wiring conductor (18) is also formed on the other main surface (11b) of the circuit board (11).
The connection wiring conductor (1) formed on one main surface (11a) side
6) extends in a first direction from one side surface (11c) to the other side surface (11d) of the circuit board (11), and a plurality of intermittent regions (19) are provided in the middle of the extending direction. .

【0007】チップ型発光ダイオード(12)は、図5に
示すように、発光素子基板(22)と、この一方の主面
(22a)に固着された半導体発光素子としての発光ダイ
オード素子(23)と、光透過性樹脂から成る角錐台形状
の発光素子レンズ(24)とを備える。発光素子基板(2
2)の一方の主面(22a)には互いに離間した2つの発光
素子配線導体(25、26)が形成され、一方の配線導体
(25)の主面には発光ダイオード素子(23)の裏面に形
成された電極が固着される。他方の配線導体(26)には
リード細線(27)を介して発光ダイオード素子(23)の
上面に形成された電極が電気的に接続される。図6に示
すように、発光素子基板(22)の長手方向の両端には切
り欠き部(28、29)が形成される。発光素子配線導体
(25、26)の一方端はそれぞれ切り欠き部(28)及び
(29)を通じて発光素子基板(22)の他方の主面まで延
伸する。発光素子基板(22)の他方の主面には互いに離
間した2つの接続電極(30、31)が形成され、それぞれ
一方又は他方の発光素子配線導体(25、26)の一方端に
繋がっている。発光素子レンズ(24)は周知のトランス
ファモールドで形成され、発光ダイオード素子(23)及
びリード細線(27)を封止する。図1及び図4に示すよ
うに、アウタレンズ(15)の反射壁(13)に対向しない
発光素子レンズ(24)の第1の側面(24a)は回路基板
(11)の一方の主面(11a)に対して第1の角度で傾斜
し、反射壁(13)に対向する発光素子レンズ(24)の第
2の側面(24b)は、回路基板(11)の一方の主面(11
a)に対して第1の角度よりも大きい第2の角度で傾斜
する。
As shown in FIG. 5, the chip type light emitting diode (12) comprises a light emitting element substrate (22) and a light emitting diode element (23) as a semiconductor light emitting element fixed to one main surface (22a). And a truncated pyramid-shaped light emitting element lens (24) made of a light transmitting resin. Light emitting element substrate (2
Two light emitting element wiring conductors (25, 26) spaced apart from each other are formed on one main surface (22a) of 2), and the back surface of the light emitting diode element (23) is formed on the main surface of one wiring conductor (25). Is fixed. An electrode formed on the upper surface of the light emitting diode element (23) is electrically connected to the other wiring conductor (26) through a thin lead wire (27). As shown in FIG. 6, cutouts (28, 29) are formed at both ends in the longitudinal direction of the light emitting element substrate (22). One ends of the light emitting element wiring conductors (25, 26) extend to the other main surface of the light emitting element substrate (22) through the notches (28) and (29), respectively. Two connection electrodes (30, 31) separated from each other are formed on the other main surface of the light emitting element substrate (22), and are respectively connected to one end of one or the other light emitting element wiring conductor (25, 26). . The light emitting element lens (24) is formed by a well-known transfer mold, and seals the light emitting diode element (23) and the fine lead wire (27). As shown in FIGS. 1 and 4, the first side surface (24a) of the light emitting element lens (24) that does not face the reflecting wall (13) of the outer lens (15) is connected to one main surface (11a) of the circuit board (11). ), The second side surface (24b) of the light emitting element lens (24) facing the reflection wall (13) is inclined at a first angle with respect to one main surface (11) of the circuit board (11).
Incline at a second angle greater than the first angle with respect to a).

【0008】発光素子レンズ(24)のアウタレンズ(1
5)側の主面(以下、発光素子レンズの上面という)に
はインナレンズ(24d)が形成される。即ち、発光素子
レンズ(24)の上面の外縁に沿って平坦部(24e)が形
成され、平坦部(24e)の内側に環状の溝部(24f)が形
成され、溝部(24f)の内側にその底部から半球状に突
出する球面状のインナレンズ(24d)が設けられる。イ
ンナレンズ(24d)の頂部は平坦部(24e)とほぼ同一の
平面上に位置する。また、溝部(24f)は平坦部(24e)
の内縁からインナレンズ(24d)の底部へ傾斜する環状
の傾斜面(24g)を有する。傾斜面(24g)はインナレン
ズ(24d)の側部と対向する。平坦部(24e)は、チップ
型発光ダイオード(12)を回路基板(11)の一方の主面
(11a)上に実装する際に、吸着治具がチップ型発光ダ
イオード(12)を吸着するための面として作用する。ま
た、傾斜面(24g)を設けることにより、チップ型発光
ダイオード(12)の製造工程において、トランスファモ
ールド法等によって発光素子レンズ(24)を金型成形し
た後、発光素子レンズ(24)を金型から容易に離脱でき
る。さらに、発光素子(23)から放射されてインナレン
ズ(24d)の側部を通過する光の一部は、図5に示すよ
うに傾斜面(24g)において反射された結果、上方、即
ちアウタレンズ(15)側に光路Aを変えるので、半導体
発光モジュールの高輝度化を図ることができる。
The outer lens (1) of the light emitting element lens (24)
An inner lens (24d) is formed on the main surface on the 5) side (hereinafter referred to as the upper surface of the light emitting element lens). That is, a flat portion (24e) is formed along the outer edge of the upper surface of the light emitting element lens (24), an annular groove (24f) is formed inside the flat portion (24e), and the annular groove (24f) is formed inside the groove (24f). A spherical inner lens (24d) projecting hemispherically from the bottom is provided. The top of the inner lens (24d) is located on substantially the same plane as the flat portion (24e). The groove (24f) is flat (24e)
Has an annular inclined surface (24g) inclined from the inner edge of the inner lens to the bottom of the inner lens (24d). The inclined surface (24g) faces the side of the inner lens (24d). The flat part (24e) is used when the chip-type light emitting diode (12) is mounted on one main surface (11a) of the circuit board (11) by a suction jig to suck the chip-type light emitting diode (12). Acts as a surface. Also, by providing the inclined surface (24 g), in the manufacturing process of the chip-type light emitting diode (12), after the light emitting element lens (24) is molded by transfer molding or the like, the light emitting element lens (24) is Easy release from the mold. Further, a part of the light emitted from the light emitting element (23) and passing through the side of the inner lens (24d) is reflected on the inclined surface (24g) as shown in FIG. Since the optical path A is changed to the 15) side, the brightness of the semiconductor light emitting module can be increased.

【0009】図1及び図2に示すように、チップ型発光
ダイオード(12)は、回路基板(11)上の接続用配線導
体(16)に対してその間欠領域(19)を架橋するように
固着される。即ち、チップ型発光ダイオード(12)の一
方の接続電極(30)と他方の接続電極(31)は、それぞ
れ間欠領域(19)の一方の側の接続用配線導体(16)と
他方の側の接続用配線導体(16)に固着される。図1の
発光ダイオードモジュールでは、1本の接続用配線導体
(16)に間欠領域(19)に対応してそれぞれ4個のチッ
プ型発光ダイオードが固着されて互いに直列に電気的に
接続され、4本の接続用配線導体(16)に合計16個の
チップ型発光ダイオード(12)が配設されている。この
実施形態では、外部リードを必要としないチップ型発光
ダイオード(12)を用いるためモジュール全体の小型化
・薄型化が可能となる。また、チップ型発光ダイオード
(12)にインナレンズ(24d)を形成することにより、
インナレンズ(24d)とアウタレンズ(15)との組み合
わせによって、適正な光指向性が実現されると共に、光
出力の増大が達成される。発光素子レンズ(24)の第2
の側面(24b)から導出された光はアウタレンズ(15)
の反射壁(13)によってレンズ部(33)側に向きを変え
られるので、発光ダイオード素子(23)から放出された
光を有効にモジュールの外部に導出できる点においても
光出力の増大を図ることができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the chip-type light emitting diode (12) is connected to the connection wiring conductor (16) on the circuit board (11) so as to bridge the intermittent region (19). It is fixed. That is, one connection electrode (30) and the other connection electrode (31) of the chip-type light emitting diode (12) are connected to the connection wiring conductor (16) on one side of the intermittent region (19) and the connection electrode on the other side, respectively. It is fixed to the connection wiring conductor (16). In the light-emitting diode module of FIG. 1, four chip-type light-emitting diodes are fixed to one connection wiring conductor (16) corresponding to the intermittent region (19) and electrically connected in series to each other. A total of 16 chip-type light emitting diodes (12) are arranged on the connection wiring conductor (16). In this embodiment, since the chip-type light emitting diode (12) that does not require external leads is used, the size and thickness of the entire module can be reduced. Also, by forming the inner lens (24d) on the chip type light emitting diode (12),
By the combination of the inner lens (24d) and the outer lens (15), appropriate light directivity is realized and an increase in light output is achieved. The second of the light emitting element lens (24)
The light extracted from the side (24b) of the outer lens (15)
The light output can be increased in that the light emitted from the light emitting diode element (23) can be effectively led out of the module because the direction of the light can be changed to the lens part (33) side by the reflective wall (13) of the light emitting diode. Can be.

【0010】本発明による半導体発光モジュールのアウ
タレンズ(15)は、複数の半導体発光装置(12)を固着
した回路基板(11)に取り付けられ且つ複数の半導体発
光装置(12)から照射される光の散乱を抑制する。アウ
タレンズ(15)は、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネ
ート若しくはアクリル・グリコール・カーボネート樹脂
(CR39)等の樹脂又はガラス等の透光性材料により
板状に形成されたレンズ本体(15c)を備えている。図
4に示すように、アウタレンズ(15)の他方の主面(15
b)は平面であり、さらに反射壁(13)が一体に形成さ
れる。図7及び図8に示すように、レンズ本体(15c)
の一方の主面(15a)から突出する複数のレンズ部(3
3)がレンズ本体(15c)に一体に形成される。レンズ部
(33)の個数は発光ダイオード(12)の数と対応するの
が好ましく、本実施形態ではチップ型発光ダイオード
(12)の個数と等しい16個のレンズ部(33)が設けら
れる。レンズ部(33)は、図1に示すように、発光素子
レンズ(24)の第1の側面(24a)を介して光が通過す
る部分は曲率が大きく、図4に示すように、発光素子レ
ンズ(24)の第2の側面(24b)を介して光が通過する
部分は曲率が小さく形成される。レンズ部(33)は、平
面的に見て、図2に示す第1の方向に長く、これに直交
する第2の方向に短く形成されている。第2の方向に長
手に形成すると、反射壁(13)で上方に偏位されにくい
発光素子レンズ(24)の第1の側面(24a)を介して導
出される光を上方に導く効果が損なわれるからである。
詳細には、図12〜図16に示すように、レンズ部(3
3)は非球面のほぼ半エッグ表面を有し、短軸(33a)及
び長軸(33b)に沿う半径の大きさ比が2:2.1〜2:
5の範囲である。レンズ部(33)の曲率は図17のグラ
フに示す設計値に基づいて決定することができる。例え
ば、レンズ部(33)の断面は、長軸(33b)方向が曲率
2.9mm、短軸(33a)方向が曲率1.9mmである。各レ
ンズ部(33)の接続面は、長軸(33b)−短軸(33a)に
対し4.5mm×3.0mmまでサイドカットした状態で連続
して繋がっている。レンズ本体(15c)の最小肉厚は0.
5mmである。一般公差は±0.1で、アウタレンズ(1
5)の一方の主面(15a)及び他方の主面(15b)は鏡面
仕上げ(5Sレベル)である。
An outer lens (15) of a semiconductor light emitting module according to the present invention is mounted on a circuit board (11) to which a plurality of semiconductor light emitting devices (12) are fixed, and emits light emitted from the plurality of semiconductor light emitting devices (12). Suppress scattering. The outer lens (15) includes a lens body (15c) formed in a plate shape from a resin such as acrylic resin, polycarbonate or acrylic glycol carbonate resin (CR39), or a transparent material such as glass. As shown in FIG. 4, the other main surface (15) of the outer lens (15) is
b) is a plane, and the reflecting wall (13) is formed integrally. As shown in FIGS. 7 and 8, the lens body (15c)
A plurality of lens parts (3
3) is formed integrally with the lens body (15c). The number of the lens portions (33) preferably corresponds to the number of the light emitting diodes (12). In the present embodiment, 16 lens portions (33) are provided which are equal to the number of the chip type light emitting diodes (12). As shown in FIG. 1, the lens portion (33) has a large curvature at a portion where light passes through the first side surface (24a) of the light emitting element lens (24), and as shown in FIG. A portion where light passes through the second side surface (24b) of the lens (24) has a small curvature. The lens portion (33) is formed to be long in the first direction shown in FIG. 2 and short in the second direction orthogonal to the first direction as viewed in plan. When formed long in the second direction, the effect of guiding the light guided upward through the first side surface (24a) of the light emitting element lens (24), which is not easily deflected upward by the reflecting wall (13), is impaired. Because it is
In detail, as shown in FIGS.
3) has an aspheric substantially semi-egg surface, and has a radius ratio along the short axis (33a) and the long axis (33b) of 2: 2.1 to 2:
5 range. The curvature of the lens section (33) can be determined based on the design values shown in the graph of FIG. For example, the cross section of the lens portion (33) has a curvature of 2.9 mm in the long axis (33b) direction and 1.9 mm in the short axis (33a) direction. The connection surface of each lens portion (33) is continuously connected to the major axis (33b) -the minor axis (33a) in a state where the side surface is cut to 4.5 mm × 3.0 mm. The minimum thickness of the lens body (15c) is 0.1
5 mm. The general tolerance is ± 0.1 and the outer lens (1
One main surface (15a) and the other main surface (15b) of 5) are mirror-finished (5S level).

【0011】本発明による半導体発光モジュールのアウ
タレンズ(15)では、レンズ本体(15c)の他方の主面
(15b)から突出し且つ回路基板(11)に装着される脚
部(15d)が形成される。図7〜図11に示すように、
この実施形態では、脚部(15d)はレンズ本体(15c)の
両側に各2本、合計4本設けられる。脚部(15d)の先
端には爪部(15e)が形成され、爪部(15e)は回路基板
(11)に形成された開口部(61)に挿入され且つ開口部
(61)の周壁(62)に係止される。脚部(15d)の先端
に形成された爪部(15e)を回路基板(11)に形成され
た開口部(61)に挿入することにより、スナップ作用を
利用してワンタッチでアウタレンズ(15)を回路基板
(11)に取り付けることができる。また、図1及び図8
に示すように、レンズ本体(15c)の片側の脚部(15d)
は湾曲形状に形成される。アウタレンズ(15)の取り付
けに際しては、まず直線形状の脚部(15d)を回路基板
(11)の一方の開口部(61)に挿入して爪部(15e)を
開口部(61)の周壁(62)に係止させ、この係止部分を
支点として弧を描く要領で湾曲形状の脚部(15d)を他
方の開口部(61)に挿入するため、脚部(15d)に過剰
な応力を加えることなく容易にアウタレンズ(15)を回
路基板(11)に取り付けることができる。回路基板(1
1)の開口部(61)は両側に各2箇所、左右対称に形成
され、レンズ本体(15c)を180度回転した状態でも
回路基板(11)の開口部(61)に装着できる。さらに、
脚部(15d)の間に脚部(15d)と同一の向きに突出する
突起(15f)が設けられ、突起(15f)は回路基板(11)
の孔部(63)に装着され、レンズ本体(15c)を正確な
位置に保持する。従って、回路基板(11)の開口部(6
1)をアウタレンズ(15)の脚部(15d)よりも大きく形
成できるため、脚部(15d)を開口部(61)へ無理なく
容易に挿入できる。
In the outer lens (15) of the semiconductor light emitting module according to the present invention, a leg (15d) projecting from the other main surface (15b) of the lens body (15c) and being mounted on the circuit board (11) is formed. . As shown in FIGS.
In this embodiment, two legs (15d) are provided on each side of the lens body (15c), for a total of four legs. A claw (15e) is formed at the tip of the leg (15d), and the claw (15e) is inserted into an opening (61) formed in the circuit board (11), and a peripheral wall of the opening (61) is formed. Locked to 62). By inserting the claw (15e) formed at the tip of the leg (15d) into the opening (61) formed in the circuit board (11), the outer lens (15) can be one-touched using a snap action. It can be attached to the circuit board (11). 1 and 8
As shown in the figure, one side leg (15d) of the lens body (15c)
Is formed in a curved shape. When mounting the outer lens (15), first insert the linear leg (15d) into one opening (61) of the circuit board (11) and insert the claw (15e) into the peripheral wall (61) of the opening (61). 62), and insert the curved leg (15d) into the other opening (61) in such a way as to draw an arc with this locked part as a fulcrum, so that excessive stress is applied to the leg (15d). The outer lens (15) can be easily attached to the circuit board (11) without adding. Circuit board (1
The opening (61) of (1) is formed at two places on both sides symmetrically, and can be mounted in the opening (61) of the circuit board (11) even when the lens body (15c) is rotated by 180 degrees. further,
A projection (15f) projecting in the same direction as the leg (15d) is provided between the legs (15d), and the projection (15f) is provided on the circuit board (11).
The lens body (15c) is held in the correct position by being attached to the hole (63). Therefore, the opening (6
Since 1) can be formed larger than the leg (15d) of the outer lens (15), the leg (15d) can be easily and easily inserted into the opening (61).

【0012】本実施形態のアウタレンズ(15)は、レン
ズ本体(15c)の他方の主面(15b)から突出する脚部
(15d)を回路基板(11)に装着できるため、外囲体が
不要で取り付け容易であり且つ半導体発光モジュールの
小型化・薄型化が可能となる。レンズ部(33)は非球面
のほぼ半エッグ表面を有し、短軸(33a)及び長軸(33
b)に沿う半径の大きさ比が2:2.1〜2:5の範囲で
あるため、正面光出力を大きく損なわずに且つ地上機の
矩形の通信エリアに要求された横長の指向特性を得るこ
とができる。また、レンズ本体(15c)の他方の主面(1
5b)に反射壁(13)を形成することにより発光効率の増
大が可能となる。
In the outer lens (15) of the present embodiment, the leg (15d) projecting from the other main surface (15b) of the lens body (15c) can be mounted on the circuit board (11), so that an outer enclosure is not required. Therefore, the semiconductor light emitting module can be easily mounted, and the semiconductor light emitting module can be reduced in size and thickness. The lens section (33) has an aspherical surface of approximately a half egg, and has a short axis (33a) and a long axis (33).
Since the size ratio of the radius along b) is in the range of 2: 2.1 to 2: 5, the horizontally long directional characteristic required for the rectangular communication area of the ground unit can be obtained without significantly impairing the front light output. Obtainable. In addition, the other main surface (1
By forming the reflecting wall (13) in 5b), the luminous efficiency can be increased.

【0013】本発明の実施形態による作用効果を列挙す
れば、次の通りである (1) 外部リードを必要としないチップ型発光ダイオ
ードを用いるため、モジュール全体の小型化・薄型化が
可能となる。 (2) アウタレンズが取り付けられているので、チッ
プ型発光ダイオードから放射された光を外部に良好に取
り出すことができ、発光効率及び光指向性を高めること
ができる。 (3) アウタレンズは回路基板にはめ込み取り付けで
きるので、組立が容易なモジュールを実現できる。 (4) アウタレンズの一部から成る反射壁がチップ型
発光ダイオードの側面に配されるので、チップ型発光ダ
イオードの発光素子レンズから側方に放射された光をこ
の反射壁で上方に反射させ、アウタレンズから外部に取
り出せるので、この点でも発光効率の増大に有利であ
る。 (5) アウタレンズは回路基板へはめ込みによって取
り付けられ、且つアウタレンズの一部が反射壁を兼ねる
ので、取り付けが容易である。 (6) チップ型発光ダイオードの側面に配される反射
壁を有するので、発光効率の増大が図ることができる。
The effects of the embodiment of the present invention are as follows. (1) Since a chip type light emitting diode which does not require external leads is used, the whole module can be reduced in size and thickness. . (2) Since the outer lens is attached, the light emitted from the chip-type light emitting diode can be taken out to the outside, and the luminous efficiency and the light directivity can be improved. (3) Since the outer lens can be mounted on the circuit board and mounted, a module that can be easily assembled can be realized. (4) Since the reflecting wall composed of a part of the outer lens is arranged on the side surface of the chip type light emitting diode, the light radiated laterally from the light emitting element lens of the chip type light emitting diode is reflected upward by this reflecting wall, Since it can be taken out from the outer lens, it is advantageous in increasing the luminous efficiency also in this respect. (5) The outer lens is mounted on the circuit board by fitting, and a part of the outer lens doubles as a reflecting wall, so that the mounting is easy. (6) Since there is a reflecting wall disposed on the side surface of the chip-type light emitting diode, luminous efficiency can be increased.

【0014】[0014]

【実施例】回路基板(11)の一方の主面(11a)に図1
8の点線A部分に相当する発光回路部を形成し、他方の
主面(11b)に図18の点線B部分に相当するスイッチ
ング回路等の部分を形成する形態とすることにより、更
に小型化・高集積化が達成できる。図18において、
(41)はFET、(42)はトランジスタ、(43)はツェ
ナダイオード、(44)はコンデンサ、(45)は電解コン
デンサ、(46)はダイオード、(47)〜(49)は抵抗を
示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows one principal surface (11a) of a circuit board (11).
By forming a light emitting circuit portion corresponding to the dotted line A portion 8 in FIG. 8 and forming a portion such as a switching circuit corresponding to the dotted line B portion in FIG. 18 on the other main surface (11b), further miniaturization is achieved. High integration can be achieved. In FIG.
(41) indicates an FET, (42) indicates a transistor, (43) indicates a Zener diode, (44) indicates a capacitor, (45) indicates an electrolytic capacitor, (46) indicates a diode, and (47) to (49) indicate resistors.

【0015】[0015]

【発明の効果】前記の通り、本発明によれば、小型且つ
高輝度で、加えて最適な光指向性及び光出力の増大が達
成できる半導体発光モジュールが得られる。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a semiconductor light emitting module which is small in size and high in brightness, and which can achieve an optimum increase in light directivity and light output.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明による半導体発光モジュールの断面図FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor light emitting module according to the present invention.

【図2】 図1のA−A線断面図FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1;

【図3】 図1の底面図FIG. 3 is a bottom view of FIG. 1;

【図4】 図2のB−B線断面図FIG. 4 is a sectional view taken along line BB of FIG. 2;

【図5】 図1の半導体発光モジュールに適用される半
導体発光装置の断面図
FIG. 5 is a sectional view of a semiconductor light emitting device applied to the semiconductor light emitting module of FIG. 1;

【図6】 図5の平面図FIG. 6 is a plan view of FIG. 5;

【図7】 アウタレンズの平面図FIG. 7 is a plan view of an outer lens.

【図8】 アウタレンズの正面図FIG. 8 is a front view of the outer lens.

【図9】 アウタレンズの底面図FIG. 9 is a bottom view of the outer lens.

【図10】 アウタレンズの側面図FIG. 10 is a side view of the outer lens.

【図11】 図8のC−C線断面図FIG. 11 is a sectional view taken along line CC of FIG. 8;

【図12】 図7の部分拡大図FIG. 12 is a partially enlarged view of FIG. 7;

【図13】 図12のD−D線断面図13 is a sectional view taken along line DD of FIG.

【図14】 図12のE−E線断面図14 is a sectional view taken along line EE of FIG.

【図15】 図12のF−F線断面図FIG. 15 is a sectional view taken along line FF of FIG. 12;

【図16】 図12のG−G線断面図FIG. 16 is a sectional view taken along line GG of FIG. 12;

【図17】 レンズ部の曲率の設計値を示すグラフFIG. 17 is a graph showing a design value of a curvature of a lens unit.

【図18】 本発明の実施例を示す回路図FIG. 18 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

【図19】 VICSにおける双方向光通信を示す概念
FIG. 19 is a conceptual diagram showing bidirectional optical communication in VICS.

【図20】 従来の半導体発光モジュールの断面図FIG. 20 is a sectional view of a conventional semiconductor light emitting module.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(11)・・回路基板、 (12)・・発光ダイオード(半
導体発光装置)、 (13)・・反射壁、 (15)・・ア
ウタレンズ、 (15a)・・一方の主面、 (15b)・・
他方の主面、 (15c)・・レンズ本体、 (15d)・・
脚部、 (15e)・・爪部、 (15f)・・突起、 (3
3)・・レンズ部、 (33a)・・短軸、(33b)・・長
軸、 (61)・・開口部、 (62)・・周壁、 (63)
・・孔部、
(11) Circuit board (12) Light emitting diode (semiconductor light emitting device), (13) Reflective wall, (15) Outer lens, (15a) One main surface, (15b)・
The other main surface, (15c) ··· lens body, (15d) ···
Leg, (15e) ··· nail, (15f) · · · projection, (3
3) Lens part (33a) short axis, (33b) long axis, (61) opening, (62) peripheral wall, (63)
..Hole,

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回路基板と、該回路基板に固着された複
数の半導体発光装置と、前記回路基板に取り付けられ且
つ前記複数の半導体発光装置から照射される光の散乱を
抑制するアウタレンズとを備え、 前記半導体発光装置の各々は、発光素子基板と、該発光
素子基板の一方の主面に固着された半導体発光素子と、
光透過性樹脂から成る角錐台形状の発光素子レンズとを
備えるチップ型発光ダイオードにより構成され、 前記アウタレンズは透光性材料により板状に形成された
レンズ本体と、該レンズ本体に一体に形成され且つ該レ
ンズ本体の一方の主面から突出する外面を有する複数の
レンズ部と、前記レンズ本体の他方の主面から突出し且
つ前記回路基板に装着される脚部とを備えた半導体発光
モジュールにおいて、 前記発光素子レンズの第1の側面は、前記回路基板の一
方の主面に対して前記発光素子レンズの第2の側面より
も小さな角度で傾斜し、 前記発光素子レンズは前記アウタレンズのレンズ部と整
列して配置され、 前記発光素子レンズの第1の側面を介して光が通過する
前記アウタレンズのレンズ部の部分は曲率が大きく、前
記発光素子レンズの第2の側面を介して光が通過する前
記アウタレンズのレンズ部の部分は曲率が小さいことを
特徴とする半導体発光モジュール。
1. A semiconductor device comprising: a circuit board; a plurality of semiconductor light emitting devices fixed to the circuit board; and an outer lens attached to the circuit board and configured to suppress scattering of light emitted from the plurality of semiconductor light emitting devices. Each of the semiconductor light emitting devices, a light emitting element substrate, a semiconductor light emitting element fixed to one main surface of the light emitting element substrate,
A chip-type light-emitting diode including a truncated pyramid-shaped light-emitting element lens made of a light-transmitting resin, wherein the outer lens is formed integrally with the lens body formed in a plate shape from a light-transmitting material; A semiconductor light emitting module comprising: a plurality of lens portions having an outer surface protruding from one main surface of the lens body; and legs protruding from the other main surface of the lens body and mounted on the circuit board. A first side surface of the light emitting element lens is inclined at an angle smaller than a second side surface of the light emitting element lens with respect to one main surface of the circuit board, and the light emitting element lens is in contact with a lens portion of the outer lens. The lens portion of the outer lens through which light passes through the first side surface of the light emitting element lens has a large curvature, and the light emitting element lens has a large curvature. A portion of the lens portion of the outer lens through which light passes through the second side surface of the lens has a small curvature.
【請求項2】 前記レンズ部は非球面のほぼ半エッグ表
面を有し、短軸及び長軸に沿う半径の大きさ比が2:
2.1〜2:5の範囲である請求項1に記載の半導体発
光モジュール。
2. The lens section has an aspherical surface and a substantially half-egg surface, and a ratio of radii along a short axis and a long axis is 2: 2.
2. The semiconductor light emitting module according to claim 1, wherein the ratio is in the range of 2.1 to 2: 5.
【請求項3】 前記レンズ本体の他方の主面に反射壁を
形成した請求項1又は2に記載の半導体発光モジュー
ル。
3. The semiconductor light emitting module according to claim 1, wherein a reflection wall is formed on the other main surface of the lens body.
【請求項4】 前記脚部の先端に形成された爪部は、前
記回路基板に形成された開口部に挿入され且つ該開口部
の周壁に係止される請求項1〜3のいずれか1項に記載
の半導体発光モジュール。
4. The claw portion formed at the tip of the leg portion is inserted into an opening formed in the circuit board and is locked on a peripheral wall of the opening. A semiconductor light emitting module according to the item.
【請求項5】 前記脚部の間に形成された突起は前記回
路基板の孔部に装着され、前記レンズ本体を正確な位置
に保持する請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体
発光モジュール。
5. The semiconductor according to claim 1, wherein a projection formed between the legs is mounted in a hole of the circuit board to hold the lens body at a correct position. Light emitting module.
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JPWO2010146894A1 (en) * 2009-06-15 2012-12-06 シャープ株式会社 Light emitting module, lighting device, display device, and television receiver

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