JP2003258317A - 発光ダイオード及び灯具 - Google Patents
発光ダイオード及び灯具Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光ダイオードにおいて、発光素子から発せ
られる光の大部分を有効に利用することができること。 【解決手段】 ＬＥＤ１においては、円筒形の金属支持
柱４の上端に円板状の金属ベース基板３が固定され、金
属ベース基板３の下面にプリント配線がなされて、複数
の発光素子２がマウントされている。そして、これらの
複数の発光素子２に電力を供給する１対のリード５が、
金属支持柱４の中空部を通って金属ベース基板３に電気
的に接続されている。金属支持柱４の外面４ａは、反射
率の高い円柱面となっている。複数の発光素子２から発
せられた光は金属支持柱４の表面４ａで反射され、ある
いは直接、斜め後方に放射される。即ち、有効に利用さ
れる範囲内にのみ放射される。また、複数の発光素子２
を用いているため、光量が多くなる。さらに、熱伝達性
が良く、発光素子２の発する熱の放熱性に優れたものと
なる。
られる光の大部分を有効に利用することができること。 【解決手段】 ＬＥＤ１においては、円筒形の金属支持
柱４の上端に円板状の金属ベース基板３が固定され、金
属ベース基板３の下面にプリント配線がなされて、複数
の発光素子２がマウントされている。そして、これらの
複数の発光素子２に電力を供給する１対のリード５が、
金属支持柱４の中空部を通って金属ベース基板３に電気
的に接続されている。金属支持柱４の外面４ａは、反射
率の高い円柱面となっている。複数の発光素子２から発
せられた光は金属支持柱４の表面４ａで反射され、ある
いは直接、斜め後方に放射される。即ち、有効に利用さ
れる範囲内にのみ放射される。また、複数の発光素子２
を用いているため、光量が多くなる。さらに、熱伝達性
が良く、発光素子２の発する熱の放熱性に優れたものと
なる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオードの
発光素子から発せられる光の大部分を有効に利用するこ
とができる発光ダイオード及び灯具に関するものであ
る。
発光素子から発せられる光の大部分を有効に利用するこ
とができる発光ダイオード及び灯具に関するものであ
る。
【０００２】なお、本明細書中においては、ＬＥＤチッ
プそのものは「発光素子」と呼び、ＬＥＤチップを搭載
したパッケージ樹脂またはレンズ系等の光学装置を含む
全体を「発光ダイオード」または「ＬＥＤ」と呼ぶこと
とする。
プそのものは「発光素子」と呼び、ＬＥＤチップを搭載
したパッケージ樹脂またはレンズ系等の光学装置を含む
全体を「発光ダイオード」または「ＬＥＤ」と呼ぶこと
とする。
【０００３】
【従来の技術】自動車のバックライト等の従来の灯具に
ついて、図６を参照して説明する。図６は、従来の灯具
の構造を示す断面図である。この灯具５０は、白熱電球
５１、リフレクタ（反射鏡）５２、前面レンズ５３を備
えている。そして、白熱電球５１から発せられる光のう
ち、範囲Ａの光は直接前面レンズ５３に至り、範囲Ｂの
光はリフレクタ５２で反射されて前面レンズ５３に至
り、規格で定められた所定角度範囲内に放射される。ま
た、前面レンズ５３の全体が発光しているように視認さ
れる。
ついて、図６を参照して説明する。図６は、従来の灯具
の構造を示す断面図である。この灯具５０は、白熱電球
５１、リフレクタ（反射鏡）５２、前面レンズ５３を備
えている。そして、白熱電球５１から発せられる光のう
ち、範囲Ａの光は直接前面レンズ５３に至り、範囲Ｂの
光はリフレクタ５２で反射されて前面レンズ５３に至
り、規格で定められた所定角度範囲内に放射される。ま
た、前面レンズ５３の全体が発光しているように視認さ
れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、範囲Ａ
と範囲Ｂの範囲以外へ放射される光は有効な方向へ放射
されず、無駄に消費される光となってしまう。しかも、
範囲Ａと範囲Ｂの範囲以外の光源に対する立体角は大き
く、この範囲へ放射される光量は大きい。このため、白
熱電球５１から発せられる光のうち一部の光のみしか有
効に利用されていなかった。
と範囲Ｂの範囲以外へ放射される光は有効な方向へ放射
されず、無駄に消費される光となってしまう。しかも、
範囲Ａと範囲Ｂの範囲以外の光源に対する立体角は大き
く、この範囲へ放射される光量は大きい。このため、白
熱電球５１から発せられる光のうち一部の光のみしか有
効に利用されていなかった。
【０００５】そこで、本発明は、発光素子から発せられ
る光の大部分を有効に利用することができる発光ダイオ
ード及び灯具の提供を課題とするものである。
る光の大部分を有効に利用することができる発光ダイオ
ード及び灯具の提供を課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明にかかる
発光ダイオードは、複数の発光素子と、該複数の発光素
子がマウントされる基板と、該基板の前記複数の発光素
子がマウントされた側に取り付けられ、前記基板を支持
するとともに前記複数の発光素子から発せられる光を反
射する反射支持柱とを備えたものである。
発光ダイオードは、複数の発光素子と、該複数の発光素
子がマウントされる基板と、該基板の前記複数の発光素
子がマウントされた側に取り付けられ、前記基板を支持
するとともに前記複数の発光素子から発せられる光を反
射する反射支持柱とを備えたものである。
【０００７】これによって、複数の発光素子から発せら
れた光は反射支持柱で反射され、あるいは直接、斜め後
方に放射される。即ち、図６に示される範囲Ｂにのみ放
射される。また、複数の発光素子を用いており、それら
が効率良く配光制御されているため、光量が多くなる。
れた光は反射支持柱で反射され、あるいは直接、斜め後
方に放射される。即ち、図６に示される範囲Ｂにのみ放
射される。また、複数の発光素子を用いており、それら
が効率良く配光制御されているため、光量が多くなる。
【０００８】このようにして、発光素子から発せられる
光の大部分を有効に利用することができるとともに光量
が多い発光ダイオードとなる。
光の大部分を有効に利用することができるとともに光量
が多い発光ダイオードとなる。
【０００９】請求項２の発明にかかる発光ダイオード
は、請求項１の構成において、前記基板の裏側にも１ま
たは２以上の発光素子がマウントされているものであ
る。
は、請求項１の構成において、前記基板の裏側にも１ま
たは２以上の発光素子がマウントされているものであ
る。
【００１０】これによって、反射支持柱が取り付けられ
ている側の複数の発光素子から発せられた光は反射支持
柱で反射され、あるいは直接、斜め後方に放射される。
一方、基板の裏側の発光素子から発せられた光はそのま
ま前方へ放射される。即ち、発光素子から発せられた光
は図６に示される範囲Ａと範囲Ｂにのみ放射される。ま
た、複数の発光素子を用いているため、光量が多くな
る。
ている側の複数の発光素子から発せられた光は反射支持
柱で反射され、あるいは直接、斜め後方に放射される。
一方、基板の裏側の発光素子から発せられた光はそのま
ま前方へ放射される。即ち、発光素子から発せられた光
は図６に示される範囲Ａと範囲Ｂにのみ放射される。ま
た、複数の発光素子を用いているため、光量が多くな
る。
【００１１】このようにして、発光素子から発せられる
光の大部分を有効に利用することができるとともに光量
が多い発光ダイオードとなる。
光の大部分を有効に利用することができるとともに光量
が多い発光ダイオードとなる。
【００１２】請求項３の発明にかかる発光ダイオード
は、請求項２の構成において、前記１または２以上の発
光素子は集光光学系を備えているものである。
は、請求項２の構成において、前記１または２以上の発
光素子は集光光学系を備えているものである。
【００１３】したがって、基板の裏側から前方に放射さ
れる光は集光されて放射されるので、光の集光度が増し
て、前方への放射強度を高めるとともにより確実に有効
に利用される範囲内に放射される。
れる光は集光されて放射されるので、光の集光度が増し
て、前方への放射強度を高めるとともにより確実に有効
に利用される範囲内に放射される。
【００１４】請求項４の発明にかかる発光ダイオード
は、請求項１乃至請求項３のいずれか１つの構成におい
て、前記基板は金属ベース基板であるものである。
は、請求項１乃至請求項３のいずれか１つの構成におい
て、前記基板は金属ベース基板であるものである。
【００１５】したがって、基板に配線をプリント印刷し
て発光素子をマウントし、プリント配線に反射支持柱内
を通したリードを接続するだけで、外部から発光素子に
電力を供給することができる。
て発光素子をマウントし、プリント配線に反射支持柱内
を通したリードを接続するだけで、外部から発光素子に
電力を供給することができる。
【００１６】このようにして、発光素子とリードとの電
気的接続を簡単に取ることができて作製の容易な発光ダ
イオードとなる。
気的接続を簡単に取ることができて作製の容易な発光ダ
イオードとなる。
【００１７】請求項５の発明にかかる発光ダイオード
は、請求項１乃至請求項４のいずれか１つの構成におい
て、前記発光素子がパッケージされたＳＭＤ（表面実装
デバイス）が基板上にマウントされているものである。
は、請求項１乃至請求項４のいずれか１つの構成におい
て、前記発光素子がパッケージされたＳＭＤ（表面実装
デバイス）が基板上にマウントされているものである。
【００１８】したがって、取り扱いが容易になり組み立
てがし易く、またパッケージの形状によってＳＭＤから
放射される光の放射方向を自在に制御できるため、発光
素子の光がより確実に有効に利用される範囲内に放射さ
れるようにできる。
てがし易く、またパッケージの形状によってＳＭＤから
放射される光の放射方向を自在に制御できるため、発光
素子の光がより確実に有効に利用される範囲内に放射さ
れるようにできる。
【００１９】このようにして、作製が容易で発光素子か
ら発せられる光の大部分をより有効に利用することがで
きる発光ダイオードとなる。
ら発せられる光の大部分をより有効に利用することがで
きる発光ダイオードとなる。
【００２０】請求項６の発明にかかる灯具は、請求項１
乃至請求項５のうちいずれか１つに記載の発光ダイオー
ドと、前記反射支持柱側へ放射される光を前方へ反射す
る反射鏡とを具備するものである。
乃至請求項５のうちいずれか１つに記載の発光ダイオー
ドと、前記反射支持柱側へ放射される光を前方へ反射す
る反射鏡とを具備するものである。
【００２１】したがって、基板の裏面に発光素子が取り
付けられている場合には、発光ダイオードから放射され
る光は前方へ照射され、発光ダイオードの反射支持柱側
へ斜め後方へ放射される光は反射鏡によって反射され
て、やはり前方へ照射される。これによって、光源から
の光を余すことなく所望の方向へ配光制御することがで
きる。また、前方への照射強度が向上する。
付けられている場合には、発光ダイオードから放射され
る光は前方へ照射され、発光ダイオードの反射支持柱側
へ斜め後方へ放射される光は反射鏡によって反射され
て、やはり前方へ照射される。これによって、光源から
の光を余すことなく所望の方向へ配光制御することがで
きる。また、前方への照射強度が向上する。
【００２２】請求項７の発明にかかる灯具は、請求項６
の構成において、フロントカバーと、該フロントカバー
と前記発光ダイオードと前記反射支持柱と前記反射鏡と
を所定の位置に支持するハウジングとを追加したもので
ある。
の構成において、フロントカバーと、該フロントカバー
と前記発光ダイオードと前記反射支持柱と前記反射鏡と
を所定の位置に支持するハウジングとを追加したもので
ある。
【００２３】したがって、基板の裏面に発光素子が取り
付けられている場合には、発光ダイオードの前方へ光が
放射され、フロントカバーにおいて所定の角度範囲で前
方に放射される。一方、発光ダイオードの反射支持柱側
へ斜め後方に放射される光は反射鏡によって前方へ反射
されて、やはりフロントカバーにおいて所定の角度範囲
で前方に放射される。そして、ハウジングによってこれ
らの部材が所定の位置に固定されている。これによっ
て、発光ダイオードの発光素子から発せられた光はほぼ
全て前方に放射されて、無駄に消費される光がない。
付けられている場合には、発光ダイオードの前方へ光が
放射され、フロントカバーにおいて所定の角度範囲で前
方に放射される。一方、発光ダイオードの反射支持柱側
へ斜め後方に放射される光は反射鏡によって前方へ反射
されて、やはりフロントカバーにおいて所定の角度範囲
で前方に放射される。そして、ハウジングによってこれ
らの部材が所定の位置に固定されている。これによっ
て、発光ダイオードの発光素子から発せられた光はほぼ
全て前方に放射されて、無駄に消費される光がない。
【００２４】また、かかる灯具の構造は本来白熱電球を
光源とするように作製されているもので、光源として白
熱電球と発光ダイオードを容易に入れ替えることができ
る。
光源とするように作製されているもので、光源として白
熱電球と発光ダイオードを容易に入れ替えることができ
る。
【００２５】このようにして、発光ダイオードの発光素
子から発せられる光の大部分を有効に利用することがで
きるとともに、白熱電球と発光ダイオードを容易に入れ
替えることができる灯具となる。また、これにより低電
流・低電圧にしたり、発光素子数を減らしたりして省電
力化を図ることができる。
子から発せられる光の大部分を有効に利用することがで
きるとともに、白熱電球と発光ダイオードを容易に入れ
替えることができる灯具となる。また、これにより低電
流・低電圧にしたり、発光素子数を減らしたりして省電
力化を図ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００２７】実施の形態１
まず、本発明の発光ダイオードの実施の形態１につい
て、図１を参照して説明する。図１は本発明の実施の形
態１にかかる発光ダイオードを示す縦断面図である。
て、図１を参照して説明する。図１は本発明の実施の形
態１にかかる発光ダイオードを示す縦断面図である。
【００２８】図１に示されるように、本実施の形態１の
ＬＥＤ１は、反射支持柱としての円筒形の金属支持柱４
の上端に円板状の金属ベース基板３が固定され、金属ベ
ース基板３の下面にプリント配線がなされて、複数の発
光素子２がマウントされている。そして、これらの複数
の発光素子２に電力を供給する１対のリード５が、金属
支持柱４の中空部を通って金属ベース基板３に電気的に
接続されている。金属支持柱４の外面４ａは、反射率の
高い円柱面となっている。
ＬＥＤ１は、反射支持柱としての円筒形の金属支持柱４
の上端に円板状の金属ベース基板３が固定され、金属ベ
ース基板３の下面にプリント配線がなされて、複数の発
光素子２がマウントされている。そして、これらの複数
の発光素子２に電力を供給する１対のリード５が、金属
支持柱４の中空部を通って金属ベース基板３に電気的に
接続されている。金属支持柱４の外面４ａは、反射率の
高い円柱面となっている。
【００２９】かかる構造を有する本実施の形態１のＬＥ
Ｄ１において、外部から１対のリード５で電力を供給す
ると、複数の発光素子２から発せられた光は金属支持柱
４の表面４ａで反射され、あるいは直接、斜め後方に放
射される。即ち、図６に示される範囲Ｂのみに放射され
る。したがって、有効な方向に効率良く光を集めること
ができる。また、複数の発光素子２を用いているため、
光量が多くなる。さらに、金属支持柱４の先端に金属ベ
ース基板３を固定し、金属ベース基板３に発光素子２を
マウントしているため、熱伝達性が良く、発光素子２の
発する熱の放熱性に優れたものとなる。
Ｄ１において、外部から１対のリード５で電力を供給す
ると、複数の発光素子２から発せられた光は金属支持柱
４の表面４ａで反射され、あるいは直接、斜め後方に放
射される。即ち、図６に示される範囲Ｂのみに放射され
る。したがって、有効な方向に効率良く光を集めること
ができる。また、複数の発光素子２を用いているため、
光量が多くなる。さらに、金属支持柱４の先端に金属ベ
ース基板３を固定し、金属ベース基板３に発光素子２を
マウントしているため、熱伝達性が良く、発光素子２の
発する熱の放熱性に優れたものとなる。
【００３０】このようにして、本実施の形態１のＬＥＤ
１は、発光素子２から発せられる光を配光制御して大部
分を有効に利用することができるとともに光量が多く放
熱性に優れた発光ダイオードとなる。
１は、発光素子２から発せられる光を配光制御して大部
分を有効に利用することができるとともに光量が多く放
熱性に優れた発光ダイオードとなる。
【００３１】実施の形態２
次に、本発明の発光ダイオードの実施の形態２につい
て、図２を参照して説明する。図２は本発明の実施の形
態２にかかる発光ダイオードを示す縦断面図である。
て、図２を参照して説明する。図２は本発明の実施の形
態２にかかる発光ダイオードを示す縦断面図である。
【００３２】図２に示されるように、本実施の形態２の
ＬＥＤ１１は実施の形態１と異なり、金属支持柱１４の
内径及び外径が途中で直線的に変化している。その他の
部分は同様に、金属支持柱１４の先端に円板状の金属ベ
ース基板１３が固定され、金属ベース基板１３の下面に
複数の発光素子１２がマウントされ、これらの複数の発
光素子１２に電力を供給する１対のリード１５が、金属
支持柱１４の中空部を通って金属ベース基板１３に電気
的に接続されている。金属支持柱１４の外面１４ａは、
反射率の高い部分的に円錐形の一部分をなす円柱面とな
っている。
ＬＥＤ１１は実施の形態１と異なり、金属支持柱１４の
内径及び外径が途中で直線的に変化している。その他の
部分は同様に、金属支持柱１４の先端に円板状の金属ベ
ース基板１３が固定され、金属ベース基板１３の下面に
複数の発光素子１２がマウントされ、これらの複数の発
光素子１２に電力を供給する１対のリード１５が、金属
支持柱１４の中空部を通って金属ベース基板１３に電気
的に接続されている。金属支持柱１４の外面１４ａは、
反射率の高い部分的に円錐形の一部分をなす円柱面とな
っている。
【００３３】かかる構造を有する本実施の形態２のＬＥ
Ｄ１１において、外部から１対のリード１５で電力を供
給すると、複数の発光素子１２から発せられた光は金属
支持柱１４の表面１４ａで反射され、あるいは直接、斜
め後方に放射される。ここで、金属支持柱１４の表面１
４ａが部分的に円錐形の一部分をなす円柱面となってい
るために、この部分で反射された光はより上方に放射さ
れる。即ち、図６に示される範囲Ｂにのみ放射される。
また、このように配光制御される発光素子１２を複数用
いているため、光量が多くなる。さらに、金属支持柱１
４の先端に金属ベース基板１３を固定し、金属ベース基
板１３に発光素子１２をマウントしているため、熱伝達
性が良く、発光素子１２の発する熱の放熱性に優れたも
のとなる。
Ｄ１１において、外部から１対のリード１５で電力を供
給すると、複数の発光素子１２から発せられた光は金属
支持柱１４の表面１４ａで反射され、あるいは直接、斜
め後方に放射される。ここで、金属支持柱１４の表面１
４ａが部分的に円錐形の一部分をなす円柱面となってい
るために、この部分で反射された光はより上方に放射さ
れる。即ち、図６に示される範囲Ｂにのみ放射される。
また、このように配光制御される発光素子１２を複数用
いているため、光量が多くなる。さらに、金属支持柱１
４の先端に金属ベース基板１３を固定し、金属ベース基
板１３に発光素子１２をマウントしているため、熱伝達
性が良く、発光素子１２の発する熱の放熱性に優れたも
のとなる。
【００３４】このようにして、本実施の形態２のＬＥＤ
１１は、発光素子２から発せられる光を配光制御して光
のより大部分を有効に利用することができるとともに光
量が多く放熱性に優れた発光ダイオードとなる。
１１は、発光素子２から発せられる光を配光制御して光
のより大部分を有効に利用することができるとともに光
量が多く放熱性に優れた発光ダイオードとなる。
【００３５】実施の形態３
次に、本発明の発光ダイオードの実施の形態３につい
て、図３を参照して説明する。図３は本発明の実施の形
態３にかかる発光ダイオードを示す縦断面図である。
て、図３を参照して説明する。図３は本発明の実施の形
態３にかかる発光ダイオードを示す縦断面図である。
【００３６】図３に示されるように、本実施の形態３の
ＬＥＤ２１は実施の形態１，２と異なり、金属ベース基
板２３の金属支持柱２４が固定されている側、即ち下面
に複数の発光素子２２が取り付けられているだけでな
く、金属ベース基板２３の裏側即ち上面の中央部分にも
発光素子２２がマウントされている。その他の部分は同
様に、金属支持柱２４の先端に円板状の金属ベース基板
２３が固定され、金属ベース基板２３の下面に複数の発
光素子２２がマウントされ、これらの上下面の発光素子
２２に電力を供給する１対のリード２５が、金属支持柱
２４の中空部を通って金属ベース基板２３に電気的に接
続されている。金属支持柱２４の外面２４ａは、反射率
の高い円柱面となっている。
ＬＥＤ２１は実施の形態１，２と異なり、金属ベース基
板２３の金属支持柱２４が固定されている側、即ち下面
に複数の発光素子２２が取り付けられているだけでな
く、金属ベース基板２３の裏側即ち上面の中央部分にも
発光素子２２がマウントされている。その他の部分は同
様に、金属支持柱２４の先端に円板状の金属ベース基板
２３が固定され、金属ベース基板２３の下面に複数の発
光素子２２がマウントされ、これらの上下面の発光素子
２２に電力を供給する１対のリード２５が、金属支持柱
２４の中空部を通って金属ベース基板２３に電気的に接
続されている。金属支持柱２４の外面２４ａは、反射率
の高い円柱面となっている。
【００３７】かかる構造を有する本実施の形態３のＬＥ
Ｄ２１において、外部から１対のリード２５で電力を供
給すると、金属ベース基板２３の上面にマウントされた
１個の発光素子２２から発せられた光は上方へ放射さ
れ、金属ベース基板２３の下面の複数の発光素子２２か
ら発せられた光は金属支持柱２４の表面２４ａで反射さ
れ、あるいは直接、斜め後方に放射される。即ち、図６
に示される範囲Ａ及び範囲Ｂにのみ放射される。また、
金属ベース基板２３の上面にも発光素子２２を取り付け
ているため、より光量が多くなるとともに前方への放射
強度が高まる。さらに、金属支持柱２４の先端に金属ベ
ース基板２３を固定し、金属ベース基板２３に発光素子
２２をマウントしているため、熱伝達性が良く、発光素
子２２の発する熱の放熱性に優れたものとなる。
Ｄ２１において、外部から１対のリード２５で電力を供
給すると、金属ベース基板２３の上面にマウントされた
１個の発光素子２２から発せられた光は上方へ放射さ
れ、金属ベース基板２３の下面の複数の発光素子２２か
ら発せられた光は金属支持柱２４の表面２４ａで反射さ
れ、あるいは直接、斜め後方に放射される。即ち、図６
に示される範囲Ａ及び範囲Ｂにのみ放射される。また、
金属ベース基板２３の上面にも発光素子２２を取り付け
ているため、より光量が多くなるとともに前方への放射
強度が高まる。さらに、金属支持柱２４の先端に金属ベ
ース基板２３を固定し、金属ベース基板２３に発光素子
２２をマウントしているため、熱伝達性が良く、発光素
子２２の発する熱の放熱性に優れたものとなる。
【００３８】このようにして、発光素子２２から発せら
れる光の大部分を有効に利用することができるととも
に、より光量が多く前方への放射強度が高まり放熱性に
も優れた発光ダイオードとなる。
れる光の大部分を有効に利用することができるととも
に、より光量が多く前方への放射強度が高まり放熱性に
も優れた発光ダイオードとなる。
【００３９】実施の形態４
次に、本発明の発光ダイオードの実施の形態４につい
て、図４を参照して説明する。図４（ａ）は本発明の実
施の形態４にかかる発光ダイオードを示す縦断面図、
（ｂ）はＳＭＤの構造を示す縦断面図である。
て、図４を参照して説明する。図４（ａ）は本発明の実
施の形態４にかかる発光ダイオードを示す縦断面図、
（ｂ）はＳＭＤの構造を示す縦断面図である。
【００４０】図４（ａ）に示されるように、本実施の形
態４のＬＥＤ３１が実施の形態１〜３と異なるのは、金
属ベース基板３３に直接発光素子３２をマウントせず
に、樹脂封止したＳＭＤ（表面実装デバイス）としてか
ら取り付けている点である。金属ベース基板３３の上面
中央には凸レンズ付きＳＭＤ３２Ａが取り付けられてお
り、また下面周囲には複数のＳＭＤ３２Ｂが取り付けら
れている。その他の部分は同様に、金属支持柱３４の先
端に円板状の金属ベース基板３３が固定され、上下面の
ＳＭＤ３２Ａ，３２Ｂに電力を供給する１対のリード３
５が、金属支持柱３４の中空部を通って金属ベース基板
３３に電気的に接続されている。金属支持柱３４の外面
３４ａは、反射率の高い円柱面となっている。
態４のＬＥＤ３１が実施の形態１〜３と異なるのは、金
属ベース基板３３に直接発光素子３２をマウントせず
に、樹脂封止したＳＭＤ（表面実装デバイス）としてか
ら取り付けている点である。金属ベース基板３３の上面
中央には凸レンズ付きＳＭＤ３２Ａが取り付けられてお
り、また下面周囲には複数のＳＭＤ３２Ｂが取り付けら
れている。その他の部分は同様に、金属支持柱３４の先
端に円板状の金属ベース基板３３が固定され、上下面の
ＳＭＤ３２Ａ，３２Ｂに電力を供給する１対のリード３
５が、金属支持柱３４の中空部を通って金属ベース基板
３３に電気的に接続されている。金属支持柱３４の外面
３４ａは、反射率の高い円柱面となっている。
【００４１】図４（ｂ）に示されるように、ＳＭＤ３２
Ｂは円板状の基板３６に金属板３７を取り付け、その中
央下面に発光素子３２を取り付けて、図示しないワイヤ
で電気的接続をとり、金属板３７の一部と発光素子３２
及びワイヤを透明エポキシ樹脂３８で円柱状に封止した
ものである。
Ｂは円板状の基板３６に金属板３７を取り付け、その中
央下面に発光素子３２を取り付けて、図示しないワイヤ
で電気的接続をとり、金属板３７の一部と発光素子３２
及びワイヤを透明エポキシ樹脂３８で円柱状に封止した
ものである。
【００４２】かかる構造を有する本実施の形態４のＬＥ
Ｄ３１において、外部から１対のリード３５で電力を供
給すると、金属ベース基板３３の上面にマウントされた
凸レンズ付きＳＭＤ３２Ａから発せられた光は上方へ放
射され、特に軸中心に集中して放射される。また、金属
ベース基板３３の下面の複数のＳＭＤ３２Ｂも樹脂封止
されているために、下方へ均一に放射され、金属支持柱
３４の表面３４ａで反射され、あるいは直接、斜め後方
に放射される。即ち、図６に示される範囲Ａ及び範囲Ｂ
にのみ放射される。また、金属ベース基板３３の上面に
も凸レンズ付きＳＭＤ３２Ａを取り付けているため、発
光素子の光をより確実に有効に利用される範囲内に配光
制御することができる。さらに、金属支持柱３４の先端
に金属ベース基板３３を固定し、金属ベース基板３３に
ＳＭＤ３２Ａ，３２Ｂをマウントしているため、熱伝達
性が良く、発光素子３２の発する熱の放熱性に優れたも
のとなる。
Ｄ３１において、外部から１対のリード３５で電力を供
給すると、金属ベース基板３３の上面にマウントされた
凸レンズ付きＳＭＤ３２Ａから発せられた光は上方へ放
射され、特に軸中心に集中して放射される。また、金属
ベース基板３３の下面の複数のＳＭＤ３２Ｂも樹脂封止
されているために、下方へ均一に放射され、金属支持柱
３４の表面３４ａで反射され、あるいは直接、斜め後方
に放射される。即ち、図６に示される範囲Ａ及び範囲Ｂ
にのみ放射される。また、金属ベース基板３３の上面に
も凸レンズ付きＳＭＤ３２Ａを取り付けているため、発
光素子の光をより確実に有効に利用される範囲内に配光
制御することができる。さらに、金属支持柱３４の先端
に金属ベース基板３３を固定し、金属ベース基板３３に
ＳＭＤ３２Ａ，３２Ｂをマウントしているため、熱伝達
性が良く、発光素子３２の発する熱の放熱性に優れたも
のとなる。
【００４３】このようにして、発光素子３２から発せら
れる光を配光制御して光のより大部分を有効に利用する
ことができるとともに、より光量が多く放熱性にも優れ
た発光ダイオードとなる。
れる光を配光制御して光のより大部分を有効に利用する
ことができるとともに、より光量が多く放熱性にも優れ
た発光ダイオードとなる。
【００４４】実施の形態５
次に、本発明の実施の形態５の灯具について、図５を参
照して説明する。図５は本発明の実施の形態５にかかる
灯具を示す縦断面図である。
照して説明する。図５は本発明の実施の形態５にかかる
灯具を示す縦断面図である。
【００４５】図５に示されるように、本実施の形態５の
灯具４０においては、上記実施の形態３で説明したよう
なＬＥＤ４１の金属支持柱４４を支持具４８を介してハ
ウジング４５に取り付けている。ハウジング４５の下部
内面は反射鏡４６となっており、ハウジング４５の上端
には光透過性のフロントカバー４７が取り付けられてい
る。このフロントカバー４７は放射される光の配光特性
を調整するためのレンズを設けたものでも良いし、反射
鏡４６側で配光調整してフロントカバー４７はレンズを
備えない板状のものでも構わない。
灯具４０においては、上記実施の形態３で説明したよう
なＬＥＤ４１の金属支持柱４４を支持具４８を介してハ
ウジング４５に取り付けている。ハウジング４５の下部
内面は反射鏡４６となっており、ハウジング４５の上端
には光透過性のフロントカバー４７が取り付けられてい
る。このフロントカバー４７は放射される光の配光特性
を調整するためのレンズを設けたものでも良いし、反射
鏡４６側で配光調整してフロントカバー４７はレンズを
備えない板状のものでも構わない。
【００４６】かかる構成を有する灯具４０においては、
ＬＥＤ４１に電力を供給すると、発光素子４２が発光し
てＬＥＤ４１から光が発せられる。金属ベース基板４３
の上面の発光素子４２からは光がフロントカバー４７に
向けて直接放射され、金属ベース基板４３の下面の発光
素子４２からは側面及び後方に光が放射されて反射鏡４
６で反射され、フロントカバー４７に向けて放射され
る。これらの光はフロントカバー４７を通過する際に配
光調整されて、所定の拡がり角で外部に放射される。
ＬＥＤ４１に電力を供給すると、発光素子４２が発光し
てＬＥＤ４１から光が発せられる。金属ベース基板４３
の上面の発光素子４２からは光がフロントカバー４７に
向けて直接放射され、金属ベース基板４３の下面の発光
素子４２からは側面及び後方に光が放射されて反射鏡４
６で反射され、フロントカバー４７に向けて放射され
る。これらの光はフロントカバー４７を通過する際に配
光調整されて、所定の拡がり角で外部に放射される。
【００４７】例えば、灯具４０が自動車のバックライト
の場合には、上下３０度、左右２０度の範囲内に一定値
以上の輝度を有するように規定されているので、この規
定値を満たすように上下３０度以内、左右２０度以内に
光が集中するように調整される。
の場合には、上下３０度、左右２０度の範囲内に一定値
以上の輝度を有するように規定されているので、この規
定値を満たすように上下３０度以内、左右２０度以内に
光が集中するように調整される。
【００４８】このように、本実施の形態５の灯具４０に
おいては、発光素子４２から発せられる光が全てフロン
トカバー４７を通過して外部に放射され、無駄に消費さ
れる光がないため、ＬＥＤ４１の光が有効に利用されて
消費電力を少なくしたり、発光素子数を減らしても所望
の輝度を得ることができ、コストパフォーマンスが高い
灯具となる。
おいては、発光素子４２から発せられる光が全てフロン
トカバー４７を通過して外部に放射され、無駄に消費さ
れる光がないため、ＬＥＤ４１の光が有効に利用されて
消費電力を少なくしたり、発光素子数を減らしても所望
の輝度を得ることができ、コストパフォーマンスが高い
灯具となる。
【００４９】また、かかる灯具４０の構造は本来白熱電
球を光源とするように作製されているもので、光源とし
て白熱電球とＬＥＤ４１を容易に入れ替えることができ
る。このように、従来の白熱電球を光源とする灯具と同
様の構造を用いて、高寿命、高応答速度、単色性など数
々の特徴があるＬＥＤ４１に互換しているだけでなく、
ＬＥＤ４１から放射された光の大部分を有効に利用する
ことができ、省電力の灯具４０とできる。
球を光源とするように作製されているもので、光源とし
て白熱電球とＬＥＤ４１を容易に入れ替えることができ
る。このように、従来の白熱電球を光源とする灯具と同
様の構造を用いて、高寿命、高応答速度、単色性など数
々の特徴があるＬＥＤ４１に互換しているだけでなく、
ＬＥＤ４１から放射された光の大部分を有効に利用する
ことができ、省電力の灯具４０とできる。
【００５０】上記各実施の形態においては、発光素子と
して赤色発光素子を用いた場合を想定しているが、何色
の発光素子を用いても構わない。また、反射支持柱とし
て円柱形の金属製の金属支持柱を用いているが、柱の断
面形状はいかなる形状でも良く、また柱の材質も光の反
射率の高いものであればどのような材質を用いても構わ
ない。
して赤色発光素子を用いた場合を想定しているが、何色
の発光素子を用いても構わない。また、反射支持柱とし
て円柱形の金属製の金属支持柱を用いているが、柱の断
面形状はいかなる形状でも良く、また柱の材質も光の反
射率の高いものであればどのような材質を用いても構わ
ない。
【００５１】発光ダイオード及び灯具のその他の部分の
構成、形状、数量、材質、大きさ、接続関係等について
も、上記各実施の形態に限定されるものではない。
構成、形状、数量、材質、大きさ、接続関係等について
も、上記各実施の形態に限定されるものではない。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
かかる発光ダイオードは、複数の発光素子と、該複数の
発光素子がマウントされる基板と、該基板の前記複数の
発光素子がマウントされた側に取り付けられ、前記基板
を支持するとともに前記複数の発光素子から発せられる
光を反射する反射支持柱とを備えたものである。
かかる発光ダイオードは、複数の発光素子と、該複数の
発光素子がマウントされる基板と、該基板の前記複数の
発光素子がマウントされた側に取り付けられ、前記基板
を支持するとともに前記複数の発光素子から発せられる
光を反射する反射支持柱とを備えたものである。
【００５３】これによって、複数の発光素子から発せら
れた光は反射支持柱で反射され、あるいは直接、斜め後
方に放射される。即ち、図６に示される範囲Ｂにのみ放
射される。また、複数の発光素子を用いているため、光
量が多くなる。
れた光は反射支持柱で反射され、あるいは直接、斜め後
方に放射される。即ち、図６に示される範囲Ｂにのみ放
射される。また、複数の発光素子を用いているため、光
量が多くなる。
【００５４】このようにして、発光素子から発せられる
光の大部分を有効に利用することができるとともに光量
が多い発光ダイオードとなる。
光の大部分を有効に利用することができるとともに光量
が多い発光ダイオードとなる。
【００５５】請求項２の発明にかかる発光ダイオード
は、請求項１の構成において、前記基板の裏側にも１ま
たは２以上の発光素子がマウントされているものであ
る。
は、請求項１の構成において、前記基板の裏側にも１ま
たは２以上の発光素子がマウントされているものであ
る。
【００５６】これによって、請求項１に記載の効果に加
えて、反射支持柱が取り付けられている側の複数の発光
素子から発せられた光は反射支持柱で反射され、あるい
は直接、斜め後方に放射される。一方、基板の裏側の発
光素子から発せられた光はそのまま前方へ放射される。
即ち、発光素子から発せられた光は図６に示される範囲
Ａと範囲Ｂにのみ放射される。また、複数の発光素子を
用いているため、光量が多くなる。
えて、反射支持柱が取り付けられている側の複数の発光
素子から発せられた光は反射支持柱で反射され、あるい
は直接、斜め後方に放射される。一方、基板の裏側の発
光素子から発せられた光はそのまま前方へ放射される。
即ち、発光素子から発せられた光は図６に示される範囲
Ａと範囲Ｂにのみ放射される。また、複数の発光素子を
用いているため、光量が多くなる。
【００５７】このようにして、発光素子から発せられる
光の大部分を有効に利用することができるとともに光量
が多い発光ダイオードとなる。
光の大部分を有効に利用することができるとともに光量
が多い発光ダイオードとなる。
【００５８】請求項３の発明にかかる発光ダイオード
は、請求項２の構成において、前記１または２以上の発
光素子は集光光学系を備えているものである。
は、請求項２の構成において、前記１または２以上の発
光素子は集光光学系を備えているものである。
【００５９】したがって、請求項２に記載の効果に加え
て、基板の裏側から前方に放射される光は集光されて放
射されるので、光の集光度が増して、前方への放射強度
を高めるとともにより確実に有効に利用される範囲内に
放射される。
て、基板の裏側から前方に放射される光は集光されて放
射されるので、光の集光度が増して、前方への放射強度
を高めるとともにより確実に有効に利用される範囲内に
放射される。
【００６０】請求項４の発明にかかる発光ダイオード
は、請求項１乃至請求項３のいずれか１つの構成におい
て、前記基板は金属ベース基板であるものである。
は、請求項１乃至請求項３のいずれか１つの構成におい
て、前記基板は金属ベース基板であるものである。
【００６１】したがって、請求項１乃至請求項３のいず
れか１つに記載の効果に加えて、基板に配線をプリント
印刷して発光素子をマウントし、プリント配線に反射支
持柱内を通したリードを接続するだけで、外部から発光
素子に電力を供給することができる。
れか１つに記載の効果に加えて、基板に配線をプリント
印刷して発光素子をマウントし、プリント配線に反射支
持柱内を通したリードを接続するだけで、外部から発光
素子に電力を供給することができる。
【００６２】このようにして、発光素子とリードとの電
気的接続を簡単に取ることができて作製の容易な発光ダ
イオードとなる。
気的接続を簡単に取ることができて作製の容易な発光ダ
イオードとなる。
【００６３】請求項５の発明にかかる発光ダイオード
は、請求項１乃至請求項４のいずれか１つの構成におい
て、前記発光素子がパッケージされたＳＭＤ（表面実装
デバイス）が基板上にマウントされているものである。
は、請求項１乃至請求項４のいずれか１つの構成におい
て、前記発光素子がパッケージされたＳＭＤ（表面実装
デバイス）が基板上にマウントされているものである。
【００６４】したがって、請求項１乃至請求項４のいず
れか１つに記載の効果に加えて、取り扱いが容易になり
組み立てがし易く、またパッケージの形状によってＳＭ
Ｄから放射される光の放射方向を自在に制御できるた
め、発光素子の光がより確実に有効に利用される範囲内
に放射されるようにできる。
れか１つに記載の効果に加えて、取り扱いが容易になり
組み立てがし易く、またパッケージの形状によってＳＭ
Ｄから放射される光の放射方向を自在に制御できるた
め、発光素子の光がより確実に有効に利用される範囲内
に放射されるようにできる。
【００６５】このようにして、作製が容易で発光素子か
ら発せられる光の大部分をより有効に利用することがで
きる発光ダイオードとなる。
ら発せられる光の大部分をより有効に利用することがで
きる発光ダイオードとなる。
【００６６】請求項６の発明にかかる灯具は、請求項１
乃至請求項５のうちいずれか１つに記載の発光ダイオー
ドと、前記反射支持柱側へ放射される光を前方へ反射す
る反射鏡とを具備するものである。
乃至請求項５のうちいずれか１つに記載の発光ダイオー
ドと、前記反射支持柱側へ放射される光を前方へ反射す
る反射鏡とを具備するものである。
【００６７】したがって、基板の裏面に発光素子が取り
付けられている場合には、発光ダイオードから放射され
る光は前方へ照射され、発光ダイオードの反射支持柱側
へ斜め後方へ放射される光は反射鏡によって反射され
て、やはり前方へ照射される。これによって、光源から
の光を余すことなく所望の方向へ配光制御することがで
きる。また、前方への照射強度が向上する。
付けられている場合には、発光ダイオードから放射され
る光は前方へ照射され、発光ダイオードの反射支持柱側
へ斜め後方へ放射される光は反射鏡によって反射され
て、やはり前方へ照射される。これによって、光源から
の光を余すことなく所望の方向へ配光制御することがで
きる。また、前方への照射強度が向上する。
【００６８】請求項７の発明にかかる灯具は、請求項６
の構成において、フロントカバーと、該フロントカバー
と前記発光ダイオードと前記反射支持柱と前記反射鏡と
を所定の位置に支持するハウジングとを追加したもので
ある。
の構成において、フロントカバーと、該フロントカバー
と前記発光ダイオードと前記反射支持柱と前記反射鏡と
を所定の位置に支持するハウジングとを追加したもので
ある。
【００６９】したがって、基板の裏面に発光素子が取り
付けられている場合には、発光ダイオードの前方へ光が
放射され、フロントカバーにおいて所定の角度範囲で前
方に放射される。一方、発光ダイオードの反射支持柱側
へ斜め後方に放射される光は反射鏡によって前方へ反射
されて、やはりフロントカバーにおいて所定の角度範囲
で前方に放射される。そして、ハウジングによってこれ
らの部材が所定の位置に固定されている。これによっ
て、発光ダイオードの発光素子から発せられた光はほぼ
全て前方に放射されて、無駄に消費される光がない。
付けられている場合には、発光ダイオードの前方へ光が
放射され、フロントカバーにおいて所定の角度範囲で前
方に放射される。一方、発光ダイオードの反射支持柱側
へ斜め後方に放射される光は反射鏡によって前方へ反射
されて、やはりフロントカバーにおいて所定の角度範囲
で前方に放射される。そして、ハウジングによってこれ
らの部材が所定の位置に固定されている。これによっ
て、発光ダイオードの発光素子から発せられた光はほぼ
全て前方に放射されて、無駄に消費される光がない。
【００７０】また、かかる灯具の構造は本来白熱電球を
光源とするように作製されているもので、光源として白
熱電球と発光ダイオードを容易に入れ替えることができ
る。
光源とするように作製されているもので、光源として白
熱電球と発光ダイオードを容易に入れ替えることができ
る。
【００７１】このようにして、発光ダイオードの発光素
子から発せられる光の大部分を有効に利用することがで
きるとともに、白熱電球と発光ダイオードを容易に入れ
替えることができる灯具となる。また、これにより低電
流・低電圧にしたり、発光素子数を減らしたりして省電
力化を図ることができる。
子から発せられる光の大部分を有効に利用することがで
きるとともに、白熱電球と発光ダイオードを容易に入れ
替えることができる灯具となる。また、これにより低電
流・低電圧にしたり、発光素子数を減らしたりして省電
力化を図ることができる。
【図１】 図１は本発明の実施の形態１にかかる発光ダ
イオードを示す縦断面図である。
イオードを示す縦断面図である。
【図２】 図２は本発明の実施の形態２にかかる発光ダ
イオードを示す縦断面図である。
イオードを示す縦断面図である。
【図３】 図３は本発明の実施の形態３にかかる発光ダ
イオードを示す縦断面図である。
イオードを示す縦断面図である。
【図４】 図４（ａ）は本発明の実施の形態４にかかる
発光ダイオードを示す縦断面図、（ｂ）はＳＭＤの構造
を示す縦断面図である。
発光ダイオードを示す縦断面図、（ｂ）はＳＭＤの構造
を示す縦断面図である。
【図５】 図５は本発明の実施の形態５にかかる灯具を
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
【図６】 図６は従来の灯具の構造を示す断面図であ
る。
る。
１，１１，２１，３１，４１ 発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ） ２，１２，２２，３２，４２ 発光素子 ３，１３，２３，３３，４３ 基板 ４，１４，２４，３４，４４ 反射支持柱 ４０ 灯具 ４５ ハウジング ４６ 反射鏡 ４７ フロントカバー
Ｄ） ２，１２，２２，３２，４２ 発光素子 ３，１３，２３，３３，４３ 基板 ４，１４，２４，３４，４４ 反射支持柱 ４０ 灯具 ４５ ハウジング ４６ 反射鏡 ４７ フロントカバー
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ２１Ｙ 101:02 Ｆ２１Ｑ 1/00 Ｇ
Ｈ
Ｎ
(72)発明者 三沢 明弘
愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１
番地 豊田合成株式会社内
(72)発明者 太田 久敏
愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１
番地 豊田合成株式会社内
Ｆターム(参考） 3K013 AA07 BA01 CA02 CA07
3K080 AA01 AB01 BA07 BB04 BC03
5F041 AA04 AA24 AA33 AA47 DA02
DA13 DA33 DA36 DA73 DA78
FF11
Claims (7)
- 【請求項１】 複数の発光素子と、 該複数の発光素子がマウントされる基板と、 該基板の前記複数の発光素子がマウントされた側に取り
付けられ、前記基板を支持するとともに前記複数の発光
素子から発せられる光を反射する反射支持柱とを備えた
ことを特徴とする発光ダイオード。 - 【請求項２】 前記基板の裏側にも１または２以上の発
光素子がマウントされていることを特徴とする請求項１
に記載の発光ダイオード。 - 【請求項３】 前記１または２以上の発光素子は集光光
学系を備えていることを特徴とする請求項２に記載の発
光ダイオード。 - 【請求項４】 前記基板は金属ベース基板であることを
特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載
の発光ダイオード。 - 【請求項５】 前記発光素子がパッケージされたＳＭＤ
（表面実装デバイス）が基板上にマウントされているこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに
記載の発光ダイオード。 - 【請求項６】 請求項１乃至請求項５のうち１つに記載
の発光ダイオードと、 前記反射支持柱側へ放射される光を前方へ反射する反射
鏡とを具備することを特徴とする灯具。 - 【請求項７】 フロントカバーと、 該フロントカバーと前記発光ダイオードと前記反射支持
柱と前記反射鏡とを所定の位置に支持するハウジングと
を追加したことを特徴とする請求項６に記載の灯具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002054399A JP2003258317A (ja) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | 発光ダイオード及び灯具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002054399A JP2003258317A (ja) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | 発光ダイオード及び灯具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003258317A true JP2003258317A (ja) | 2003-09-12 |
Family
ID=28665565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002054399A Withdrawn JP2003258317A (ja) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | 発光ダイオード及び灯具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003258317A (ja) |
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- 2002-02-28 JP JP2002054399A patent/JP2003258317A/ja not_active Withdrawn
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