JP2008186793A - 赤外線発光ｌｅｄ及び車両用赤外線投光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】赤外線投光装置の前側に可視光カットフィルタ等を配置しなくても、光源として使用するＬＥＤのチップから放射される可視光を外部から見えなくすることができる赤外線発光ＬＥＤ及び該ＬＥＤを光源に使用した車両用赤外線投光装置を提供する。
【解決手段】 本発明の赤外線発光ＬＥＤは、半導体チップと、該半導体チップを挟んで配置された第１の電極及び第２の電極と、前記半導体チップと前記第１及び第２の電極とを封止した封止材とを有し、前記第１の電極と第２の電極を通して前記半導体チップに電流を注入することにより前記半導体チップから赤外線を放射する赤外線発光ＬＥＤであって、前記赤外線の放射に当たり可視光を吸収する可視光カットフィルタを一体に有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、赤外線発光ＬＥＤ及び該ＬＥＤを光源に使用した車両用赤外線投光装置に関する。

従来、夜間における自動車の運転操作時等、暗く視認性の悪い条件下における視認の補助手段として、目標物に赤外線を照射し、その反射光をＣＣＤ(Charge Coupled Devices)カメラで受けて撮影し、この撮影された映像を車内のモニタ画面に映し出し、運転席から見えにくい部位の安全を確認する方法は知られている(例えば特許文献１参照)。

特許文献１にはカメラ内蔵型バックミラーが開示されている。このカメラ内蔵型バックミラー、光源に赤外線発光ＬＥＤ（light-emitting diode）を設けた赤外線投光装置が備えられており、この赤外線投光装置でカメラの撮影領域に赤外線を照射すると、モニタ画面上に明るい撮像画面が得られるようになっている。

従来の赤外線発光ＬＥＤは、波長が７８０ｎｍ(ナノ)以下の赤色をした可視光と、７８０ｎｍ以上の目視不能な赤外光とを放射する。このため、赤外線投光装置が撮影領域に向かって赤外線を照射すると、このＬＥＤから放射された赤色の可視光が外部から見え、この可視光が周辺歩行者や他の自動車の運転者に対して、信号灯などの灯具と誤認されることがある。このため、特許文献１のカメラ内蔵型バックミラー等では、赤外線投光装置の前側に、通常は黒色をしている樹脂製の可視光カットフィルタを配置し、外部から可視光が見えないようにしてある。

これは、カメラ内蔵型バックミラーの赤外線投光装置に限らず、カメラ内蔵型のヘッドランプやテールランプ等においても、同様である。
特開２００６−７８８３号公報

上述しように、従来の車両に搭載されている赤外線投光装置では、可視光を吸収する、通常は黒色等をした樹脂製の可視光カットフィルタを赤外線投光装置の前側に配置し、点灯時に赤色をした可視光が外部からは見えないようにする必要があった。このため、赤外線投光装置を設ける部分となる、バックミラーのハウジングやランプのレンズ部分には、透明レンズを使用することができないという、設計上の制約があった。また、赤外線投光装置が赤外線を照射する部分に、別に用意される可視光カットフィルタを組み込まなければならないので、作業工数や部品点数が増え、コスト高になっている問題点もあった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、赤外線投光装置の前側に可視光カットフィルタ等を配置しなくても、光源として使用するＬＥＤのチップから放射される可視光を外部から見えなくすることができる赤外線発光ＬＥＤ及び該ＬＥＤを光源に使用した車両用赤外線投光装置を提供することにある。

本発明に係る赤外線発光ＬＥＤは、半導体チップと、該半導体チップを挟んで配置された第１の電極及び第２の電極と、前記半導体チップと前記第１及び第２の電極とを封止した封止材とを有し、前記第１の電極と第２の電極を通して前記半導体チップに電流を注入することにより前記半導体チップから赤外線を放射する赤外線発光ＬＥＤであって、前記赤外線の放射に当たり可視光を吸収する可視光カットフィルタを一体に有することを特徴としている。

この構成によれば、可視光カットフィルタを一体化して設けているので、可視光は可視光カットフィルタで吸収されて放射されることがない。したがって、従来、赤外線投光装置の前側に設けていた可視光カットフィルタを省略することができ、構造の簡略化が可能になる。また、設計上の制約も緩くなり、設計上の自由度が増す。

上記構成において、前記可視光カットフィルタは、赤外線を放射する前記半導体チップの外側表面または、前記封止材の外周面、あるいは前記封止材の内部、のいずれかに設ける、構成を採用できる。

この構成によれば、従来のＬＥＤの外形形状を変えずに提供することができる。

上記構成において、前記可視光カットフィルタは、８５０ｎｍ以下の波長をカットする、構成を採用できる。

この構成によれば、通常のＣＣＤカメラで最も良い感度が得られる波長８５０〜８８０ｎｍの赤外線を除き、可視光を含む８５０ｎｍ以下の赤外線をカットするので、ＣＣＤカメラを用いた暗視装置等に好適なＬＥＤが得られる。

上記構成において、前記可視光カットフィルタは、可視光カットフィルタ樹脂を前記半導体チップの外周面または前記封止材の外周面に塗布して形成する、構成を採用できる。

この構成によれば、可視光カットフィルタ樹脂を、半導体チップの外周面または前記封止材の外周面に塗布するだけで形成することができるので、構造が簡単で、コストを下げて安価に提供することが可能になる。

本発明に係る車両用赤外線投光装置は、赤外線発光ＬＥＤを光源に備える車両用赤外線投光装置であって、前記赤外線発光ＬＥＤは、前記赤外線の放射に当たり可視光を吸収する可視光カットフィルタを一体に有していることを特徴とする。

この構成によれば、赤外線投光装置が、その光源とするＬＥＤから赤外線を照射しても、ＬＥＤから放射される赤色の可視光は外部から見えない。このため、ＬＥＤを点灯しても周辺歩行者や他の自動車の運転者に対して、信号灯などの灯具と誤認されることがない。また、従来、赤外線投光装置の前側に配置していた可視光カットフィルタを省略することができるので、構造の簡略化が可能になる。さらに、設計上の制約も緩くなり、例えばカバーに透明カバーを使用することができる等、設計上の自由度が増す。

上記構成において、前記可視光カットフィルタは、前記赤外線発光ＬＥＤが放射する赤外光のうち、８５０ｎｍ以下の波長と８８０ｎｍ以上の波長をカットする、構成を採用できる。

この構成によれば、通常のＣＣＤカメラで最も良い感度が得られる波長８５０〜８８０ｎｍの赤外線だけを放射するので、ＣＣＤカメラを用いた暗視装置を組み込む車両用バックミラー、車両用灯具等に好適な赤外線投光装置が得られる。

本発明によれば、可視光カットフィルタが一体化されたＬＥＤが得られ、またこのＬＥＤを光源とした赤外線投光装置が得られるので、従来、赤外線投光装置の前側に設けていた可視光カットフィルタを省略することができる。これにより、構造の簡略化が可能になるとともに、設計上の制約も緩くなり、設計上の自由度も増すという効果が得られる。

特に、ＣＣＤカメラを用いた暗視装置を組み込む車両用バックミラー、車両用灯具等において、赤外線投光装置として使用した場合では、ＬＥＤが赤外線を照射しても、赤色の可視光が外部に見えることがないので、透明なカバーを使用しても、周辺歩行者や他の自動車の運転者に対して、信号灯などの灯具と誤認されることがない。

以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の赤外線投光装置の一実施の形態を適用したカメラ内蔵型バックミラーの概略構成断面図である。図１において、カメラ内蔵型バックミラー１は、自動車２の左方の助手席側に設けられたドアミラーであって、後方確認用のミラー３を装着したミラーハウジング４と、このミラーハウジング４の下方領域部分に内蔵されたカメラ５及び赤外線投光装置６とを備えている。

前記ミラーハウジング４は、後方が開放された状態にして形成されており、その開放した後端面の領域にミラー３を設けている。このミラー３は、自動車２の運転席に座った運転者が、該自動車２の左側の後方を視認することができるように配置されており、図示しない駆動機構により上下方向及び左右方向に揺動されて、ミラー３の向きを自由に調整することができるようになっている。

前記カメラ５は、例えば一般に市販されているＣＣＤカメラであって、ミラーハウジング４のカメラ用窓部７から前方外側斜め下方を向いて配置されている。ＣＣＤカメラ５は、可視光領域から赤外光に関して最も良い感度が得られるように構成されている。具体的には、図２にて符号Ａで示す曲線のように、赤外カットフィルタ無しで、可視光領域から約１０００ｎｍの赤外領域まで感度を有するようにして構成されており、例えば可視光領域の波長６５０ｎｍのときのカメラ感度を１．０とすると、波長８７０ｎｍの赤外光に関してはピーク感度０．６を有している。

なお、図２にて符号Ｂで示す曲線は、一般的な赤外線発光ＬＥＤの発光スペクトルである。図２から明らかなように、一般的なＣＣＤカメラのカメラ感度は、一般的な赤外線発光ＬＥＤの発光スペクトルに対して波長８５０〜８８０ｎｍ付近で交差している。したがって、赤外線発光ＬＥＤの発光スペクトルとＣＣＤカメラのカメラ感度とが交差する波長８５０〜８８０ｎｍの領域内では十分な照度が得られるが、外れると十分な照度が得られないので、ＣＣＤカメラに使用する赤外光としては波長８５０〜８８０ｎｍ付近を使用することが最良であることが分かる。

前記赤外線投光装置６は、前記ＣＣＤカメラ５の撮像範囲に対して赤外線を照射するものであり、赤外線を発光するＬＥＤ８を基板９上に複数個並べて実装している。そして、赤外線発光ＬＥＤ８は、透明なカバー１０で閉じられている赤外線照射用窓部１１の内側に沿って配置されている。

赤外線を発光するＬＥＤ８は、半導体発光素子である。具体的には、図３に示すように、半導体チップ(ＬＥＤチップ)１２と、この半導体チップ１２の片側端部と電気的に接続されている第１の電極１３と、半導体チップ１２のもう片側端部にリードワイヤ１４を介して電気的に接続されている第２の電極１５とを有している。そして、第１の電極１３と第２の電極１５及びリードワイヤ１４を通して半導体チップ１２に電流を注入すると、この半導体チップ１２から赤外線が放射(発光)されるもので、この構造自体は従来から良く知られているものである。このＬＥＤ８は、図２に符号Ｂで示した曲線のように、可視光領域である波長７８０ｎｍから赤外光領域である波長９５０ｎｍの領域の波長光を放射する。

さらに、ＬＥＤ８において、半導体チップ(ＬＥＤチップともいう)１２とリードワイヤ１４、及び第１の電極１３と半導体チップ１２との接続部分、第２の電極１５とリードワイヤ１４との接続部分は、それぞれ樹脂製の透明な封止材１６で封止されて一体化されている。また、透明封止材１６の外周面には、可視光カットフィルタ樹脂を塗布してなる可視光カットフィルタ１７が一体化して設けられている。可視光カットフィルタ樹脂は、一液性エポキシ系の可視光カット樹脂であり、この実施例の場合では可視光線７８０ｎｍ以下の波長を吸収するフィルタとして構成されているが、その吸収する波長は一液性エポキシ系の樹脂を配合することにより任意に変更することができるものである。例えば、可視光カットフィルタ樹脂には、常温で液状のエポキシ樹脂、ジシアンジアミド系又は有機酸ジヒドラジド系硬化剤、アミンアダクト系硬化剤、イミダゾール系硬化剤とからなる混合硬化剤、シリカ粒子、波長７５０ｎｍ未満の光を吸収し、波長７５０ｎｍ以上の光を透過する黒色染料等を配合するとよい。また、可視光カットフィルタ樹脂には、常温で液状のエポキシ樹脂と、有機酸無水物と、１−（２−ヒドロキシ−５−ニトロフェニルアゾ）−２−ナフトールとを含有する赤外線受光素子用封止剤等を配合するとよい。

このように構成されたカメラ内蔵型バックミラー１は、以上のように構成されており、赤外線投光装置６の各ＬＥＤ８，８…が図示しない駆動回路により駆動されると、各ＬＥＤ８，８…から赤外光が出射する。そして、各ＬＥＤ８，８…から出射した赤外光は、透明封止材１６の外面に設けられている可視光カットフィルタ１７を通過して出射する。また、可視光カットフィルタ１７を通過するとき、この可視光カットフィルタ１７で可視光線７８０ｎｍ以下の波長が吸収され、可視光以外の赤外光が透明カバー１０を透過し、ＣＣＤカメラ５の撮影範囲とほぼ同じ領域に対して照射される。これにより、赤外線投光装置６の前側に透明カバー１０を使用していても、各ＬＥＤ８，８…が発光したことは外部から目視されない。

また、赤外線投光装置６から照射された赤外光は照射領域で反射され、この反射光がＣＣＤカメラ５に入射し、該ＣＣＤカメラ５が撮像範囲の赤外光による画像を撮像する。そして、ＣＣＤカメラ５からの撮像信号が、例えば車内に設けられた図示せぬモニタ画面上に表示され、モニタ画面に表示された撮像範囲の赤外画像を運転者が視認することにより、運転席から見えにくい助手席側の前輪付近の安全を確認することができる。

したがって、このように構成された赤外線投光装置６を使用したカメラ内蔵型バックミラー１は、ＬＥＤ８が発光しても、このＬＥＤ８の発光は外部から目視されることがないので、従来、赤外線投光装置６の前側に設けていた可視光カットフィルタを省略して構造を簡略化することができる。また、設計上の制約も緩くなり、設計の自由度が増す。さらに、ＬＥＤ８を発光させても、赤色の可視光が外部に見えることがないので、赤外線投光装置６の前側に透明なカバー１０を使用しても、周辺歩行者や他の自動車の運転者に対して、信号灯などの灯具と誤認されることがない。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は、特許請求の範囲の概念を逸脱しない範囲で、上記実施の形態の構造に種々の変形や変更を施すことも可能である。

例えば、上記実施の形態では、赤外線投光装置６をカメラ内蔵型バックミラーに使用した場合について説明したが、カメラ内蔵型ランプ等の光源としても使用できるものである。

上記実施例の形態では、可視光カットフィルタ１７は、可視光線７８０ｎｍ以下の波長を吸収する構成にしたが、図２に示したように、通常のＣＣＤカメラで最も良い感度(照度)が得られる８５０〜８８０ｎｍの波長に鑑み、ＬＥＤ８が放射する赤外光のうち、８５０ｎｍ以下の波長と８８０ｎｍ以上の波長をカットし、８５０〜８８０ｎｍの波長を透過するようにしてもよい。

上記実施の形態では、可視光カット樹脂を透明封止材１６の外周面に塗布して可視光カットフィルタ１７をＬＥＤ８と一体化してなる構成にしたが、半導体チップ１２の外周面に可視光カット樹脂を塗布して可視光カットフィルタを形成してもよい。また、透明封止材１６内に可視光カット樹脂を混合させて、透明封止材１６自体を可視光カットフィルタとしてもよい。

本発明の赤外線投光装置の一実施の形態を適用したカメラ内蔵型バックミラーの概略構成断面図である。 図１のカメラ内蔵型バックミラーにおけるカメラの感度特性とＬＥＤの発光波長特性を示す図である。 本発明によるＬＥＤの概略構成を示す断面図である。

符号の説明

４ ミラーハウジング
５ カメラ
６ 赤外線投光装置
７ カメラ用窓部
８ ＬＥＤ
９ 基板
１０ 透明カバー
１１ 赤外線照射用窓部
１２ 半導体チップ
１３ 第１の電極
１４ リードワイヤ
１５ 第２の電極
１６ 透明封止材
１７ 可視光カットフィルタ

Claims (6)

1. 半導体チップと、該半導体チップを挟んで配置された第１の電極及び第２の電極と、前記半導体チップと前記第１及び第２の電極とを封止した封止材とを有し、前記第１の電極と第２の電極を通して前記半導体チップに電流を注入することにより前記半導体チップから赤外線を放射する赤外線発光ＬＥＤであって、
   前記赤外線の放射に当たり可視光を吸収する可視光カットフィルタを一体に有することを特徴とする赤外線発光ＬＥＤ。
2. 前記可視光カットフィルタは、赤外線を放射する前記半導体チップの外側表面、前記封止材の外周面及び前記封止材の内部のうちの少なくとも何れか一つに設けていることを特徴とする請求項１に記載の赤外線発光ＬＥＤ。
3. 前記可視光カットフィルタは、８５０ｎｍ以下の波長をカットすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の赤外線発光ＬＥＤ。
4. 前記可視光カットフィルタは、可視光カットフィルタ樹脂を前記半導体チップの外周面または前記封止材の外周面に塗布して形成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の赤外線発光ＬＥＤ。
5. 赤外線発光ＬＥＤを光源に備える車両用赤外線投光装置であって、
   前記赤外線発光ＬＥＤは、前記赤外線の放射に当たり可視光を吸収する可視光カットフィルタを一体に有していることを特徴とする車両用赤外線投光装置。
6. 前記可視光カットフィルタは、前記赤外線発光ＬＥＤが放射する赤外光のうち、８５０ｎｍ以下の波長と８８０ｎｍ以上の波長をカットすることを特徴とする請求項５に記載の車両用赤外線投光装置。

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