JP2006318995A - 積層型発光ダイオード装置および反射型発光ダイオードユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 高熱伝導性を有する金属製の中空状のホルダケース5内に発光ダイオード2およびダイクロイックミラー3を対向配置してなる複数の反射型発光ダイオードユニット10を、電気的絶縁材からなる連結材4を介して連結して積層型発光ダイオード装置100を構成した。
【選択図】 図2
Description
図1は本発明の一実施の形態を示す積層型発光ダイオード装置100の正面および側面を示す概略図であり、図2はその側断面の概略図である。これらの図に示すように、積層型発光ダイオード装置100は、複数の反射型発光ダイオードユニット10を備え(図示例では3つ)、これらの反射型発光ダイオードユニット10が光放射方向Pに沿って積層するように連設されている。
反射型発光ダイオードユニット10は、図2および図3に示すように、発光素子たる発光ダイオード2と、この発光ダイオード2を支持するリードフレーム1と、発光ダイオード2の発光面2Aに対向配置される反射鏡たるダイクロイックミラー3と、連結材4とを備え、これらが円筒状(断面角形の筒状でも良い)のホルダケース5に内設されている。このホルダケース5はアルミニウムなどの高熱伝導性を有する金属材から形成され、その外周面(外側面)に多数の放熱フィン7を有する放熱部5Cが形成されている。
なお、本実施の形態では、焦点距離調整用スペーサ8として複数の円柱状部材(図示例では3本)を用いる構成としたが、これに限らず、リードフレーム1の円環部1Aと略同径の円筒状部材を用いる構成としても良い。
また、発光ダイオード2として、ベアチップを用い、当該発光ダイオード2を絶縁層を介在させずにリードフレーム1に直接取り付けることで、発光ダイオード2とリードフレーム1との間の熱抵抗を下げることができ、放熱性のより一層の向上を図ることができる。
一般に、ダイクロイックミラー3は光透過性を有する基材の表面に蒸着やスパッタリング、CVD(Chemical Vapor Deposition)などの成膜プロセスにより誘電多層膜(例えばTiO2/SiO2多層膜)を形成して波長選択性を有する光学反射面3Aが構成される。このとき、ダイクロイックミラー3の波長選択性、すなわち、波長と反射率(透過率)との関係は誘電多層膜の層数に大きく依存する。すなわち、図8に示すように、誘電多層膜の層数が少ない場合には透過帯域の立ち上がりが緩やかであり、誘電多層膜の層数が多くなるほど透過帯域の立ち上がりが急になる。したがって、後段からダイクロイックミラー3に入射した光を損失なく透過するには(反射成分を少なくするには)、誘電多層膜の層数を多くすることが望ましい。
このような構成により、各反射型発光ダイオードユニット10から放射される光の均斉度の低下を抑えることができる。
これに対して、本実施の形態によれば、発光ダイオード2からダイクロイックミラー3に向けて放射された光を拡散フィルタ9により拡散する構成としているため、照射範囲の広がりを抑えつつ、照度分布の均斉度を向上することができる。
特に、本実施の形態によれば、ホルダケース5の外側面に放熱フィン5Bを形成したため、放熱性をより一層向上させることができる。
例えば、上述した実施の形態において、ホルダケース5内に不活性ガスを充填可能に構成し発光ダイオード2等の腐食などによる劣化を防止する構成としても良い。
また、ダイクロイックミラー3の裏面に、後段の反射型発光ダイオードユニット10から放射された光を損失無く透過させるべく、当該光の反射を防止する反射防止膜を設ける構成とし、光出力の高効率化を図る構成としても良い。
特に、6個の反射型発光ダイオードユニット10を連結し、それぞれが青(波長470nm)、緑(波長525nm)、黄緑(波長570nm)、黄(波長590nm)、赤黄(波長605nm)、赤(波長660nm)の異なる中心波長の光を放射する構成とすることで、青、赤、緑の三光源を組み合わせたときよりも、より広い色相を表現可能となる。
そして、例えば、積層型発光ダイオード装置100を光信号送信機とし、また、積層型フォトダイオード装置200を光信号受信機として、異なる波長の光による多重光通信装置を実現することが可能となる。
2 発光ダイオード
2A 発光面
3 ダイクロイックミラー
3A 光学反射面
4 連結材
5 ホルダケース
7 放熱フィン
8 焦点距離調整用スペーサ
9 拡散フィルタ
10 反射型発光ダイオードユニット
100 積層型発光ダイオード装置
Claims (9)
- 高熱伝導性を有する金属製の中空状のホルダケース内に発光素子およびダイクロイックミラーを対向配置してなる複数の反射型発光ダイオードユニットを、電気的絶縁材からなる連結材を介して連結したことを特徴とする積層型発光ダイオード装置。
- 前記発光素子を高熱伝導性材から形成されたリードフレームに取り付け、このリードフレームを前記ホルダケースに取り付けたことを特徴とする請求項1に記載の積層型発光ダイオード装置。
- 前記リードフレームと前記ダイクロイックミラーとの間に、前記ダイクロイックミラーの焦点位置を前記発光素子の配置位置に合わせるための調整用スペーサを設けたことを特徴とする請求項2に記載の積層型発光ダイオード装置。
- 前記発光素子と前記ダイクロイックミラーとの間に拡散フィルタを設けたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の積層型発光ダイオード装置。
- 前記ダイクロイックミラーは、ガラス基材の表面に、所定層数以上の誘電多層膜を形成してなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の積層型発光ダイオード装置。
- 前記ダイクロイックミラーの径を、前記発光素子の外形サイズの40倍以上としたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の積層型発光ダイオード装置。
- 前記ダイクロイックミラーの光学反射面を、前記光学素子の配置位置を焦点とする非球面形状または放物面形状にしたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の積層型発光ダイオード装置。
- 前記複数の反射型発光ダイオードユニットのそれぞれの発光ダイオードが互いに異なる中心波長の光を放射することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の積層型発光ダイオード装置。
- 発光素子の光を反射鏡にて反射して外部放射する反射型発光ダイオードユニットにおいて、
高熱伝導性を有する金属製の中空状のホルダケース内に前記発光素子および前記反射鏡を対向配置し、電気的絶縁材からなる連結材を介して、他の反射型発光ダイオードユニットを連結可能に構成したことを特徴とする反射型発光ダイオードユニット。
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