JP2009027193A - Light-emitting diode, and led light - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光ダイオード(Light−Emitting Diode:以下「LED」という。)およびそれを用いたLEDライトに関し、特に、自動車のテールライトやブレーキライト等の灯具、または工事用の警報ランプや標識等の表示装置として用いられる発光ダイオードおよびLEDライトに関する。 The present invention relates to a light-emitting diode (hereinafter referred to as “LED”) and an LED light using the same, and in particular, a lamp such as a taillight or a brake light of an automobile, or a warning lamp or sign for construction. The present invention relates to a light emitting diode and an LED light used as a display device.
近年、LEDの高輝度化が進み、自動車のバックライト等の灯具にLEDを光源とするLEDライトが用いられることが多くなってきた。LEDは、スペクトルがシャープで視認性に優れ、点灯時の応答速度が速いことから後続車への信号伝達速度が向上するというメリットを有しており、灯具として用いることで、特に、高速走行時の安全性を高めるものとして期待されている。さらに、LEDはそれ自体単色光源であるので、白熱電球のように必要色以外の光をフィルターカットする必要もなく、単色光源として高効率であり、省エネルギー化にもつながる。 In recent years, as the brightness of LEDs has increased, LED lights using LEDs as light sources have been increasingly used for lamps such as automobile backlights. The LED has a sharp spectrum, excellent visibility, and has a merit that the signal transmission speed to the succeeding vehicle is improved because the response speed when lighting is fast. It is expected to increase safety. Furthermore, since the LED itself is a monochromatic light source, it is not necessary to filter light other than the necessary color like an incandescent light bulb, and it is highly efficient as a monochromatic light source, leading to energy saving.
図13は、従来のLEDライト200を示す。このLEDライト200は、レンズ型LED201として発光素子202と、1対のリードフレーム203a,203bと、発光素子202とリードフレーム203bとを電気的に接続するボンディングワイヤ204と、透明エポキシ樹脂205とを有する。発光素子202はリードフレーム203aにマウントされており、この発光素子202とリードフレーム203bとをワイヤボンディングし、全体を透明エポキシ樹脂205で凸レンズ形に封止している。
FIG. 13 shows a
また、LEDライト200の構成部品として、レンズ型LED201から放射される光を紙面上方に反射する回転放物面形の反射鏡206と、レンズ型LED201の上方に位置するフレネルレンズ207と、光入射側に凹凸の界面209aを有した樹脂レンズ209が設けられている。
Further, as components of the
上記したLEDライト200は、レンズ型LED201を発光させることによって上方および斜め上方に光が放射される。レンズ型LED201の上方に放射される光は、フレネルレンズ207で集光されて平行光として放射される。また、レンズ型LED201の斜め上方に放射された光は、反射鏡206で反射されて上方に放射される。このようにしてレンズ型LED201から放射される光をすべて樹脂レンズ209側へ略平行に出射させる。樹脂レンズ209は、凹凸の界面209aで入射光を拡散して樹脂レンズ209から放射する。これにより、樹脂レンズ209からは車載用バックライトの規格である略20度の拡がりを有した光が外部放射される。
The
しかし、従来のLEDライト200では、レンズ型LED201から放射された光を光放射側に配置されたフレネルレンズ207で平行光に変換し、この平行光を樹脂レンズ209で拡散しているので、光学系の厚さが大になってLEDランプを大型化させるという不都合がある。仮に、反射鏡206を省略すると、部品点数の減少と薄型化が図れるが、発光素子202から斜め上方および側面方向に放射された光が利用できなくなって放射効率が低下する。また、放射される光がフレネルレンズ207および樹脂レンズ209を透過して外部へ放射されるため、見栄えの自由度が低い。
However, in the
そこで、薄型で見栄えが良く、放射効率を高くすることが可能なLEDライトとして、例えば、特許文献1に示すものがある。
Therefore, for example,
このLEDライトは、LED等の光源と、光源と対向する中心軸上の位置に配置されて光源から放射された光を、光源の中心軸と略直交する方向の光として反射する第1の反射鏡と、第1の反射鏡を中心にしてその周囲に配置され、第1の反射鏡で反射された光を、前記の中心軸方向の光にして反射する第2の反射鏡とを備えている。このような構成において、光源から放射された光が第1の反射鏡によって中心軸と略直交する方向へ反射され、この反射光が第2の反射鏡によって中心軸方向に反射されることにより、所定の放射角度を有した車両用信号光を所定の面積にわたって放射することができる。 This LED light is a light source such as an LED, and a first reflection that reflects light emitted from the light source disposed at a position on the central axis facing the light source as light in a direction substantially orthogonal to the central axis of the light source. A mirror, and a second reflecting mirror disposed around the first reflecting mirror and reflecting the light reflected by the first reflecting mirror as light in the direction of the central axis. Yes. In such a configuration, the light emitted from the light source is reflected by the first reflecting mirror in a direction substantially orthogonal to the central axis, and the reflected light is reflected by the second reflecting mirror in the central axis direction. Vehicle signal light having a predetermined radiation angle can be emitted over a predetermined area.
しかし、特許文献1のLEDライトによると、光源の出射光の殆どが上方に放射される光であるため、第1の反射鏡に対する光源の中心軸の位置精度が低下すると、第1の反射鏡によって全反射方向に反射される反射光の光量が不均一となってLEDライト表面に明暗(明るさの差)が生じるという問題がある。特に、光源と第1の反射鏡とが近接するにつれて位置ずれによる明るさの差が顕著になる。また、光源と第1の反射鏡とが別部品であり、それぞれを位置決めしなければならないとともに位置ずれを生じないように保持する必要があり、製造に手間がかかる。さらに、物理的な力が加わると部品の位置ずれが生じる恐れがある。
However, according to the LED light of
また、光源と第1の反射鏡とを高精度で位置決めしたとしても、光源の構造に起因する配光特性のばらつきを回避することは困難である。集光度の高いLEDは発光素子の位置ずれによる配光特性への影響が大きく、このような配光特性のばらつきを伴った光源を用いた場合、LEDライトの表面に明暗が生じるという課題が内在するためである。 Even if the light source and the first reflecting mirror are positioned with high accuracy, it is difficult to avoid variations in light distribution characteristics due to the structure of the light source. LEDs with high light concentration have a large effect on the light distribution characteristics due to misalignment of the light emitting elements. When a light source with such a variation in light distribution characteristics is used, there is an inherent problem that light and darkness occurs on the surface of the LED light. It is to do.
従って、本発明の目的は、薄型化を実現するとともに生産性に優れ、配光特性のばらつきを抑えて全方向で明るさが均一な発光ダイオードおよびLEDライトを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a light-emitting diode and an LED light that achieves a reduction in thickness, is excellent in productivity, and has a uniform brightness in all directions while suppressing variations in light distribution characteristics.
本発明は、上記目的を達成するため、電源供給手段に実装された発光素子と、前記発光素子を封止する透光性材料による封止手段とを有し、前記封止手段は、前記発光素子から放射された光を前記発光素子の中心軸と直交ないしは中心軸と大きな角度をなす方向へ反射する反射面と、前記反射面によって反射された光を側面から放射する側面放射面とを有し、前記反射面は前記発光素子との最短距離が前記反射面の半径Rに対し1/2未満となり、前記発光素子に対して近接光学系を形成し、前記発光素子は、前記中心軸方向に対する出射光の出射角度θにおける放射強度をI(θ)として、前記発光素子の前記出射角度θに応じた放射強度によって定まる常数をkとしたとき、
I(θ)=k・cosθ+(1−k)・sinθ
(ただし、k≦0.8)
であることを特徴とする発光ダイオードを提供する。
In order to achieve the above object, the present invention includes a light emitting element mounted on a power supply means, and a sealing means made of a translucent material that seals the light emitting element, and the sealing means includes the light emitting element. A reflection surface that reflects light emitted from the element in a direction orthogonal to or at a large angle with the central axis of the light emitting element, and a side emission surface that emits light reflected by the reflection surface from the side surface. The shortest distance between the reflecting surface and the light emitting element is less than 1/2 with respect to the radius R of the reflecting surface, and forms a proximity optical system with respect to the light emitting element. When the radiation intensity at the emission angle θ of the emitted light with respect to is I (θ), and the constant determined by the radiation intensity according to the emission angle θ of the light emitting element is k,
I (θ) = k · cos θ + (1−k) · sin θ
(However, k ≦ 0.8)
A light emitting diode is provided.
また、本発明は、上記目的を達成するため、電源供給手段に実装された発光素子と、この発光素子を封止する透光性材料による封止手段とを有し、前記封止手段が前記発光素子から放射された光を前記発光素子の中心軸と直交ないしは中心軸と大きな角度をなす方向へ反射する反射面と、前記反射面によって反射された光を側面から放射する側面放射面を有し、前記反射面は、前記発光素子の発光面から前記反射面の端縁にかけての前記発光素子の中心軸方向の高さHより半径Rが大なる寸法を有して形成されて前記発光素子に対して近接光学系を形成し、
前記発光素子は、前記中心軸方向に対する出射光の出射角度θにおける放射強度をI(θ)として、前記発光素子の前記出射角度θに応じた放射強度によって定まる常数をkとしたとき、
I(θ)=k・cosθ+(1−k)・sinθ
(ただし、k≦0.8)
であることを特徴とする発光ダイオードを提供する。
In order to achieve the above object, the present invention includes a light emitting element mounted on a power supply unit, and a sealing unit made of a translucent material that seals the light emitting element. A reflecting surface that reflects light emitted from the light emitting element in a direction orthogonal to or at a large angle with the central axis of the light emitting element; and a side emitting surface that emits the light reflected by the reflecting surface from the side surface. The reflective surface is formed to have a dimension in which a radius R is larger than a height H in a central axis direction of the light emitting element from the light emitting surface of the light emitting element to an edge of the reflective surface. A close-up optical system,
The light emitting element has a radiation intensity at an emission angle θ of the emitted light with respect to the central axis direction as I (θ), and a constant determined by the radiation intensity according to the emission angle θ of the light emitting element is k,
I (θ) = k · cos θ + (1−k) · sin θ
(However, k ≦ 0.8)
A light emitting diode is provided.
上記発光ダイオードにおいて、発光素子は、常数kについて、k≦0.6であることが好ましい。 In the light-emitting diode, the light-emitting element preferably has k ≦ 0.6 with respect to the constant k.
また、上記発光ダイオードにおいて、発光素子は、発光する光に対して光透過性を示す透光性基板を有するようにしてもよい。 In the above light emitting diode, the light emitting element may have a light transmitting substrate that is light transmissive with respect to the emitted light.
また、上記発光ダイオードにおいて、封止手段は、発光素子を覆う光拡散材料を含むようにしてもよい。 In the above light emitting diode, the sealing means may include a light diffusing material that covers the light emitting element.
また、上記発光ダイオードにおいて、光拡散材料は、蛍光体であってもよい。 In the light emitting diode, the light diffusing material may be a phosphor.
また、上記発光ダイオードにおいて、封止手段は、発光素子の中心軸部分における前記発光素子の発光面側の厚さhが1mm以下に形成されていることが好ましい。 Moreover, in the light emitting diode, it is preferable that the sealing means is formed so that the thickness h on the light emitting surface side of the light emitting element in the central axis portion of the light emitting element is 1 mm or less.
また、上記発光ダイオードにおいて、発光素子は、電源供給手段の端部に実装されていてもよい。 In the light emitting diode, the light emitting element may be mounted on an end of the power supply means.
また、本発明は、上記目的を達成するため、上記発光ダイオードと、前記発光ダイオードから放射される光を反射する反射鏡とを有することを特徴とするLEDライトを提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides an LED light comprising the light emitting diode and a reflecting mirror that reflects light emitted from the light emitting diode.
以上説明したように、本発明の発光ダイオードは、電源供給手段に実装された発光素子と、前記発光素子を封止する透光性材料による封止手段とを有し、前記封止手段は、前記発光素子から放射された光を前記発光素子の中心軸と直交ないしは中心軸と大きな角度をなす方向へ反射する反射面と、前記反射面によって反射された光を側面から放射する側面放射面とを有し、前記反射面は前記発光素子との最短距離が前記反射面の半径Rに対し1/2未満となり、前記発光素子に対して近接光学系を形成することを特徴とする。
このような構成によれば、発光ダイオードを薄型化しながら発光素子から放射される光が中心軸方向だけでなく中心軸に直交する方向にも放射できるようになり、かつ、発光素子と反射面との近接に基づいて中心軸に直交する方向への放射性が大になることから、放射範囲の広範囲な配光特性が得られる。
As described above, the light-emitting diode of the present invention includes a light-emitting element mounted on a power supply unit, and a sealing unit made of a light-transmitting material that seals the light-emitting element. A reflecting surface that reflects light emitted from the light emitting element in a direction orthogonal to or at a large angle with the central axis of the light emitting element; and a side emitting surface that emits light reflected by the reflecting surface from a side surface. The reflective surface has a shortest distance from the light emitting element of less than ½ of the radius R of the reflective surface, and forms a proximity optical system with respect to the light emitting element.
According to such a configuration, light emitted from the light emitting element can be emitted not only in the central axis direction but also in a direction perpendicular to the central axis while reducing the thickness of the light emitting diode, and the light emitting element, the reflecting surface, and the like. Since the radiation in the direction orthogonal to the central axis becomes large based on the proximity of the light, a wide light distribution characteristic in the radiation range can be obtained.
また、発光素子の中心軸と第1の反射鏡の中心軸との位置ずれが生じたとしても、LEDライトの表面の明るさに差が生じないようにすることができる。 Further, even if a positional deviation between the central axis of the light emitting element and the central axis of the first reflecting mirror occurs, it is possible to prevent a difference in the brightness of the surface of the LED light.
また、発光素子の配光特性にばらつきを有した光源を用いたとしても、広範囲な放射範囲へ光が放射されることにより、LEDライトの表面の明るさに差が生じないようにすることができる。 Moreover, even if a light source having a variation in light distribution characteristics of the light emitting element is used, it is possible to prevent a difference in brightness of the surface of the LED light by emitting light to a wide radiation range. it can.
また、本発明の発光ダイオードは、電源供給手段に実装された発光素子と、この発光素子を封止する透光性材料による封止手段とを有し、前記封止手段が前記発光素子から放射された光を前記発光素子の中心軸と直交ないしは中心軸と大きな角度をなす方向へ反射する反射面と、前記反射面によって反射された光を側面から放射する側面放射面を有し、前記反射面は、前記発光素子の発光面から前記反射面の端縁にかけての前記発光素子の中心軸方向の高さHより半径Rが大なる寸法を有して形成されて前記発光素子に対して近接光学系を形成することを特徴とする。
このような構成によれば、発光ダイオードを薄型化しながら発光素子から放射される光が中心軸方向だけでなく中心軸に直交する方向にも放射されるので、放射範囲が広範囲な配光特性が得られる。
The light-emitting diode of the present invention includes a light-emitting element mounted on a power supply unit and a sealing unit made of a light-transmitting material that seals the light-emitting element, and the sealing unit radiates from the light-emitting element. A reflecting surface for reflecting the reflected light in a direction orthogonal to or at a large angle with the central axis of the light emitting element, and a side emitting surface for emitting the light reflected by the reflecting surface from the side surface, The surface is formed with a dimension having a radius R larger than the height H in the central axis direction of the light emitting element from the light emitting surface of the light emitting element to the edge of the reflecting surface, and is close to the light emitting element. An optical system is formed.
According to such a configuration, the light emitted from the light emitting element is emitted not only in the central axis direction but also in the direction perpendicular to the central axis while reducing the thickness of the light emitting diode. can get.
また、上記発光ダイオードにおいて、発光素子は、中心軸方向に対する出射光の出射角度θにおける放射強度をI(θ)として、発光素子の出射角度θに応じた放射強度によって定まる常数をkとしたとき、
I(θ)=k・cosθ+(1−k)・sinθ
(ただし、k≦0.8)
であるように設けることにより、側面方向への配光特性が向上し、広範囲に安定した光量を放射することができる。
In the light emitting diode, the light emitting element has a radiation intensity at an emission angle θ of the emitted light with respect to the central axis direction as I (θ), and a constant determined by the radiation intensity according to the emission angle θ of the light emitting element is k. ,
I (θ) = k · cos θ + (1−k) · sin θ
(However, k ≦ 0.8)
By providing so that the light distribution characteristic in the side surface direction is improved, a stable light amount can be emitted in a wide range.
また、上記発光ダイオードにおいて、発光素子は、常数kについて、k≦0.6とすることにより、側面方向への配光特性がより向上する。また、発光素子について配光特性のばらつきが生じたとしても広範囲に安定した光量を放射することができる。 In the light emitting diode, the light distribution characteristics in the lateral direction are further improved by setting k ≦ 0.6 for the constant k. In addition, even if the light distribution characteristics vary among the light emitting elements, a stable amount of light can be emitted in a wide range.
また、上記発光ダイオードにおいて、発光素子は、発光する光に対して光透過性を示す透光性基板を有するようにすると、発光素子内で反射された光を外部に放射させることができ、発光素子の放射効率を高めることができる。 In addition, in the above light emitting diode, when the light emitting element has a light-transmitting substrate that is transparent to light to be emitted, light reflected in the light emitting element can be emitted to the outside, and light emission The radiation efficiency of the element can be increased.
また、上記発光ダイオードにおいて、封止手段は、発光素子を覆う光拡散材料を含むようにすると、発光素子から放射された光が光拡散材料で拡散されることによって広範囲に放射することができる。 In the light emitting diode, when the sealing means includes a light diffusing material that covers the light emitting element, light emitted from the light emitting element can be radiated in a wide range by being diffused by the light diffusing material.
また、上記発光ダイオードにおいて、光拡散材料に蛍光体を用いると、発光素子から放射された光によって蛍光体が励起されることにより励起光が放射されてより広範囲に明るさが均一な光を放射することができる。 Further, in the above light emitting diode, when a phosphor is used as the light diffusion material, excitation light is emitted when the phosphor is excited by light emitted from the light emitting element, and light having a uniform brightness is emitted over a wider range. can do.
また、上記発光ダイオードにおいて、封止手段は、発光素子の中心軸部分における前記発光素子の発光面側の厚さhが1mm以下に形成されることによって、発光素子の直上部分から外部に光を放射でき、光放射の中抜け状態を防げる。 Further, in the above light emitting diode, the sealing means is configured such that the thickness h on the light emitting surface side of the light emitting element in the central axis portion of the light emitting element is 1 mm or less, so that light is emitted from the portion directly above the light emitting element to the outside. It can radiate and prevent light emission from being lost.
また、上記発光ダイオードにおいて、発光素子は、電源供給手段の端部に実装されることによって、量産性に優れる既存の製法および装置を用いることが可能になる。 In the light emitting diode, the light emitting element is mounted at the end of the power supply means, so that it is possible to use an existing manufacturing method and apparatus excellent in mass productivity.
また、本発明のLEDライトは、電源供給手段に実装された発光素子と、前記発光素子を封止する透光性材料による封止手段とを有し、前記封止手段は、前記発光素子から放射された光を前記発光素子の中心軸と直交ないしは中心軸と大きな角度をなす方向へ反射する反射面と、前記反射面によって反射された光を側面から放射する側面放射面とを有し、前記反射面は前記発光素子との最短距離が前記反射面の半径Rに対し1/2未満となり、前記発光素子に対して近接光学系を形成する発光ダイオードと、前記発光ダイオードから放射される光を反射する反射鏡とを有することを特徴とする。
このような構成によれば、発光素子から放射される光が中心軸方向だけでなく中心軸に直交する方向にも放射されるようになり、かつ、発光素子と反射面との近接に基づいて中心軸に直交する方向への放射性が大になることから、視認性に優れ、斬新な視覚をLEDライトに付与するとともに放射範囲の広範囲な配光特性が得られる。
The LED light of the present invention includes a light emitting element mounted on a power supply means, and a sealing means made of a light-transmitting material that seals the light emitting element. A reflecting surface that reflects emitted light in a direction orthogonal to or at a large angle with the central axis of the light emitting element, and a side emitting surface that radiates light reflected by the reflecting surface from the side surface, The reflective surface has a shortest distance from the light emitting element of less than ½ of the radius R of the reflective surface, a light emitting diode that forms a proximity optical system with respect to the light emitting element, and light emitted from the light emitting diode And a reflecting mirror that reflects the light.
According to such a configuration, light emitted from the light emitting element is emitted not only in the central axis direction but also in a direction orthogonal to the central axis, and based on the proximity of the light emitting element and the reflecting surface. Since the radiation in the direction orthogonal to the central axis becomes large, the visibility is excellent, and a novel vision is imparted to the LED light, and a wide light distribution characteristic in the radiation range is obtained.
また、本発明のLEDライトは、電源供給手段に実装された発光素子と、この発光素子を封止する透光性材料による封止手段とを有し、前記封止手段が前記発光素子から放射された光を前記発光素子の中心軸と直交ないしは中心軸と大きな角度をなす方向へ反射する反射面と、前記反射面によって反射された光を側面から放射する側面放射面を有し、前記反射面は、前記発光素子の発光面から前記反射面の端縁にかけての前記発光素子の中心軸方向の高さHより半径Rが大なる寸法を有して形成されて前記発光素子に対して近接光学系を形成する発光ダイオードと、前記発光ダイオードから放射される光を反射する反射鏡とを有することを特徴とする。
このような構成によれば、発光素子から放射される光が中心軸方向だけでなく中心軸に直交する方向にも放射されるので、放射範囲が広範囲な配光特性のLEDライトが得られる。
Further, the LED light of the present invention has a light emitting element mounted on the power supply means and a sealing means made of a translucent material for sealing the light emitting element, and the sealing means emits from the light emitting element. A reflecting surface for reflecting the reflected light in a direction orthogonal to or at a large angle with the central axis of the light emitting element, and a side emitting surface for emitting the light reflected by the reflecting surface from the side surface, The surface is formed with a dimension having a radius R larger than the height H in the central axis direction of the light emitting element from the light emitting surface of the light emitting element to the edge of the reflecting surface, and is close to the light emitting element. It has a light emitting diode that forms an optical system, and a reflecting mirror that reflects light emitted from the light emitting diode.
According to such a configuration, light emitted from the light emitting element is emitted not only in the central axis direction but also in a direction perpendicular to the central axis, and thus an LED light having a light distribution characteristic with a wide radiation range can be obtained.
上記LEDライトにおいて、発光素子は、前記中心軸方向に対する出射光の出射角度θにおける放射強度をI(θ)として、前記発光素子の前記出射角度θに応じた放射強度によって定まる常数をkとしたとき、
I(θ)=k・cosθ+(1−k)・sinθ
(ただし、k≦0.8)
であることを特徴とする。
このような構成によれば、発光素子から側面方向に放射される光が増大し、反射鏡との位置精度によって光照射性のばらつきを生じにくい高輝度のLEDライトが得られる。
In the LED light, the light emitting element has a radiation intensity at an emission angle θ of the emitted light with respect to the central axis direction as I (θ), and a constant determined by the radiation intensity according to the emission angle θ of the light emitting element is k. When
I (θ) = k · cos θ + (1−k) · sin θ
(However, k ≦ 0.8)
It is characterized by being.
According to such a configuration, the light emitted from the light emitting element in the side surface direction increases, and a high-intensity LED light that hardly causes variations in light irradiation properties due to the positional accuracy with the reflecting mirror can be obtained.
上記LEDライトにおいて、発光素子は、発光する光に対して光透過性を示す透光性基板を有するようにすると、発光素子内で反射された光を外部に放射させることができ、高輝度のLEDライトが得られる。 In the LED light described above, when the light emitting element has a light-transmitting substrate that shows light transmittance with respect to the emitted light, the light reflected in the light emitting element can be radiated to the outside, and the high luminance is achieved. An LED light is obtained.
上記LEDライトにおいて、封止手段は、発光素子を覆う光拡散材料を含むようにすると、発光素子から放射された光が光拡散材料で拡散されることによって視認性を向上したLEDライトが得られる。 In the above LED light, when the sealing means includes a light diffusing material that covers the light emitting element, an LED light with improved visibility can be obtained by diffusing the light emitted from the light emitting element with the light diffusing material. .
上記LEDライトにおいて、光拡散材料は、蛍光体に蛍光体を用いると、発光素子から放射された光によって蛍光体が励起されることにより励起光が放射されてLEDライトの輝度を大にできるとともに視認性をより向上させることができる。 In the LED light, when the light diffusing material is a phosphor, the excitation light is emitted by exciting the phosphor by the light emitted from the light emitting element, and the brightness of the LED light can be increased. Visibility can be further improved.
以下に、本発明の実施の形態について説明する。
以下の説明では、発光素子の中心軸をZ軸とし、このZ軸上の発光素子の上面位置を原点とし、原点でZ軸にそれぞれ直交するX軸とY軸を設けた座標系を定義する。但し、Z軸は中心軸Zとも称す。
Embodiments of the present invention will be described below.
In the following description, a coordinate system is defined in which the central axis of the light emitting element is the Z axis, the upper surface position of the light emitting element on the Z axis is the origin, and the origin is provided with an X axis and a Y axis orthogonal to the Z axis. . However, the Z axis is also referred to as the central axis Z.
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るLEDライト1の全体構成を示し、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A断面図、(c)は(b)のP部分の拡大図である。このLEDライト1は、円盤形状の本体の中心に所定の配光特性を有する発光素子6を用いたLED2と、LED2の周囲に同心円状で階段構造の反射面3aを備えた反射鏡3とを有する。
FIG. 1: shows the whole structure of the
反射鏡3は、透明アクリル樹脂によって成形されており、成形後に上面にアルミ蒸着を施して鏡面化することによって反射面3aを形成している。各反射面3aは、(c)に示すように、X−Y平面に対して約45度に傾斜しており、X(Y)方向から入射する光を反射してZ方向に放射させる。
The reflecting
図2は、LED2を示し、(a)は縦断面図、(b)は平面図、(c)は側面図である。このLED2は、リードフレーム5a,5bと、発光素子6と、リードフレーム5bと発光素子6とを電気的に接続するボンディングワイヤ7と、リードフレーム5a,5bおよび発光素子6とを一体的に封止するとともに光学面が形成される透明エポキシ樹脂8と、平坦面9aおよび反射面9bとを有する反射鏡9と、発光素子6を中心とする球面の一部を成して光をX−Y方向に放射する放射面10より構成されている。
2A and 2B show the
リードフレーム5a,5bは、銅合金で形成されてX−Y平面上に絶縁のための間隙を介して設けられており、面積の広いリードフレーム5aの原点位置に発光素子6を実装している。
The lead frames 5a and 5b are made of a copper alloy and are provided on the XY plane via a gap for insulation, and the
発光素子6は、直方体形状を有し、リードフレーム5aにフェイスアップ接合されており、上面が発光面となっている。また、使用個数を極力少なくしてLED2の発光強度を所定値に維持する目的から、大電流タイプ(高出力タイプ)のものが用いられている。なお、発光素子6をフリップチップ接合によってリードフレーム5aに実装してもよい。
The
透明エポキシ樹脂8は、屈折率1.55のエポキシ樹脂を使用し、その上面の中心部分(発光素子6の直上部分)に平坦面9aを有する。また、この平坦面9aに続いて反射面9bを設けることによって反射鏡9を形成している。この反射鏡9に発光素子6を近接配置して一体的にモールド成形することによって近接光学系を形成している。
The transparent
反射鏡9は、発光素子6から放射される光を直上方向へ放射する平坦面9aと、図の座標原点である発光素子6の発光面の中央部を焦点としX軸を対称軸とする放物線の一部を中心軸Zの周りに回転させた円状の反射形状を成す反射面9bとを有する。なお、用途に応じて、反射鏡9に平坦面9aを設けない構成とすることも可能である。
The reflecting
また、反射鏡9は、発光素子6から放射された光を反射する第1の反射鏡であり、(c)に示すように反射面9bの半径Rは、発光素子6に対して大なる立体角を形成して放射される光の大半を有効に側面に放射できるよう、ここではH=2.0mm、R=3.5mmで形成されて放射面10の高さHと半径Rとの関係がH<Rとなっている。また、近接光学系を形成して比較的大なる立体角が形成されるように発光素子6と平坦面9aとの間隔(透明エポキシ樹脂8の厚さ)hは0.5mmに設定されている。
The reflecting
図3は、発光素子6の構成を示し、最下層から最上層にかけて、N型GaAs基板101と、N型AlInGaPクラッド層102と、発光層を有する層103と、P型AlInGaPクラッド層104と、P型GaPウインドウ層105とが順次形成されており、P型GaPウインドウ層105の上に、このウインドウ層105とオーミック接触するためのAuZnコンタクト106を介してAlボンディングパッド(正電極)107が形成されている。さらに、N型GaP基板101の下にはAu合金電極(負電極)108が形成されている。なお、N型GaAs基板101は、発光層で発光する光の波長に対し不透明であり、N型AlInGaPクラッド層102およびP型AlInGaPクラッド層104は、透光性があるものである。
FIG. 3 shows a configuration of the light-emitting
図4は、発光素子6の配光特性を説明する概念図である。発光素子6の上面6aおよび側面6b(4側面)から放射される放射強度は、上面6aから放射される放射強度と4つの側面6bから放射される放射強度との総和となり、配光特性I(θ)は以下の式(1)で表される。
I(θ)=k・cosθ+(1−k)・sinθ …(1)
FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating the light distribution characteristics of the
I (θ) = k · cos θ + (1−k) · sin θ (1)
ここで、k・cosθは上面6aから放射される放射強度を示し、(1−k)・sinθは側面6bから放射される放射強度を示す。θは、発光素子6におけるZ軸に対する角度であり、kの値が変化すると、上面6aから放射される光と側面6bから放射される光の配分が変化する。
Here, k · cos θ represents the radiation intensity radiated from the upper surface 6a, and (1-k) · sin θ represents the radiation intensity radiated from the
図5は、上記した式(1)に基づく配光特性の異なる発光素子6に対して、θを変化させたときの放射強度(Z軸方向)の変化を示し、(a)は、発光素子6に対する角度の定義を示す。(b)は、k=1で上面6aから100%の光が放射される状態(上100%)であり、(c)は、k=0.8で上面6aから80%、側面6bから20%の光が放射される状態(上80%)である。また、(d)は、k=0.6で上面6aから60%、側面6bから40%の光が放射される状態(上60%)である。
FIG. 5 shows a change in radiation intensity (Z-axis direction) when θ is changed with respect to the light-emitting
発光素子6は、N型GaAs基板101が発光色に対して黒色の吸収体となることから、発光層を有する層103での発光に基づく光が上面から放射される割合が大になる特性で、およそk=0.8である。即ち、上面6aから80%の光が放射され、側面6bのそれぞれから5%の光が放射される。このような所望の配光特性を得るには、エピタキシャル層の厚さや、発光素子6の形状を調整する。
The
図5(b)に示す配光特性の発光素子6では、光は上面6aから放射され、θが大になるにつれて放射強度が低下し、θ=90°ではほぼ0になっている。また、(c)の配光特性の発光素子6では、側面6bからも光が放射される構造であり、θ=0での放射強度は(b)に示す発光素子より小になるが、θ=90°でも放射強度が0とはならずに、X−Y方向に光が放射される。また、(d)の配光特性の発光素子6では、(c)に示す発光素子6より側面6bから放射される光量が大であり、そのことによってθ=0での放射強度は小になるが、θの変化による放射強度の低下が(b)および(c)に比べて小になっており、かつ、θ=90°でも放射強度が0とはならずに、X−Y方向に光が放射される。
In the light-emitting
LED2の配光特性は、上記した発光素子6の配光特性と、発光素子6、平坦面9a、反射面9bおよび放射面10からなる光学面の位置精度と、発光素子6のリードフレーム5aへの実装位置精度と、リードフレーム5aと上記した光学面とを一体的にモールド成形する際の型に対するセッティング位置精度とに依存する。図2(b)に示したθ方向の配光に偏りが生じないようにするには、Z軸を中心とする放射面10の周方向(360°)に放射される光の均一性が求められるが、発光素子6と光学面との位置ずれがあると、ずれ量に応じてθ方向の配光むらが生じる。特に、本発明に示すLED2の近接光学系においては、僅かな位置ずれの発生によって配光むらが発生しやすいという構成上の特性を有する。
The light distribution characteristics of the
図6は、LED2において発光素子6の中心軸が光学面に対してX軸方向ずれを生じたときの配光特性の変化による、LED2から直接上方へ放射される光と反射面3aへ至る光との光量変化を示し、GaAs基板を有する発光素子6を用いた場合、生産時にX軸方向にずれ量が生じると有効放射効率比が低下する。同図においては、特に、0.3mm以上で明確に低下している。
FIG. 6 shows light emitted directly upward from the
図7(a)および(b)は、LED2から放射される光量の観測条件を示し、LED2の周囲全方向を32分割したΦijで示した図である。(a)に示すように、LED2のZ軸を中心とする周囲360°を8つに分割(j=1〜8)し、(b)に示すように、Z軸に対し0°〜20°までの角度範囲(i=1)、20°〜60°までの角度範囲(i=2)、60°〜100°までの角度範囲(i=3)、100°〜180°までの角度範囲(i=4)を示し、以下、LED2からこれら領域へ放射される光量について説明する。ここでは、Z軸に対し0°〜20°までの角度範囲領域はLED2から直接Z軸近傍へ外部放射される光、Z軸に対し60°〜100°までの角度範囲領域は、LED2から反射鏡3へ放射された後、反射鏡3でZ軸近傍方向へ反射され外部放射される光が想定されている。
FIGS. 7A and 7B show the observation conditions for the amount of light emitted from the
図8(a)は、図7に示す観測条件で上100%の配光特性を有する発光素子6を用いたときのLED2の全光量偏りを示し、全光量偏りは、X方向に0.0から0.5mmまでの6段階のずれ量が生じた条件を設定して求めたものであり、各方向についての全光量偏りを線で結んで示している。ずれ量が大になるにつれて全光量偏りが大になっている。同図(b)は、上80%の配光特性を有する発光素子6を用いたときのLED2の全光量偏りを示し、発光素子6が側面6bから光を放射する構造であるので、全光量偏りが改善されている。
FIG. 8A shows the total light amount bias of the
このように、発光素子6の横方向から放射される光の量が大になるにつれて、発光素子6と光学面との位置ずれによる有効放射範囲の全光量偏りが小になる。従って、k=0.8以下の配光特性を有する発光素子6を用いれば、リードフレーム5aに実装された発光素子6の位置が、Z軸からX軸(又はY軸)方向に0.1mm以内の寸法ずれを生じたとしても、発光素子6の配光特性によって補うことが可能になるので、有効放射範囲の全光量偏りはほぼ無くなり、視覚上影響の無いものとなる。
Thus, as the amount of light emitted from the lateral direction of the
上記したLED2は、例えば、トランスファーモールド法によって製造することができる。以下にトランスファーモールド法による製造方法を説明する。ここでは、k=0.8の配光特性を有する発光素子6を用いる。まず、プレス加工によって形成されたリードフレーム5aに発光素子6をフェイスアップ接合する。次に、発光素子6のAlボンディングパッド107とリードフレーム5bとをボンディングワイヤ7で電気的に接続する。次に、発光素子6を実装されたリードフレーム5a、5bを上下に分割可能な金型に載置し、上下から挟んで位置決めをする。次に、透明エポキシ樹脂8を金型内に注入する。次に、透明エポキシ樹脂8を160℃、5分の硬化条件で硬化させる。次に、金型を上下分離して透明エポキシ樹脂8を硬化させたLED2を取り出す。なお、金型と透明エポキシ樹脂8との離型性を良好にするために、透明エポキシ樹脂8は剥離成分を含有させたもの等が用いられる。
The above-described
次に、LEDライト1の動作について説明する。
操作者によってLEDライト1の電源スイッチ(図示せず)が投入されると、図示しない電源部はリードフレーム5a,5bに電圧を印加する。発光素子6は電圧の印加に基づいて発光する。発光素子6から放射されてZ軸に沿って直上に放射される光は平坦面9aから透明エポキシ樹脂8外へ放射され、外部放射される。また、発光素子6から放射される光のうち50〜60%が、発光素子6に対する約2.7stradの立体角を有した反射面9bへ至り、発光素子6から放射されてZ軸に対して略水平方向に放射された光は、直接放射面10に至り、そのままX−Y平面に略平行な方向に放射面10から外部放射される。
Next, the operation of the
When a power switch (not shown) of the
LED2からX−Y平面に略平行に放射された光は、反射鏡3の反射面3aで略Z軸方向へ反射され、外部へ放射される。
The light emitted from the
上記した第1の実施の形態のLEDライト1によれば、近接光学系を構成するLED2の発光素子6についての配光特性I(θ)=k・cosθ+(1−k)・sinθにおけるkを0.8以下に設定し、かつ、発光素子6と光学面とをトランスファーモールド法で一体的に形成するようにしたので、LED2から放射されて反射鏡3に到達するX軸方向の光は、有効放射範囲の全光量偏りが殆どなく、反射鏡3によってZ軸方向へほぼ均等に放射することができる。これにより、反射鏡面が大で表面の明るさの差がなく、見栄えの良好な薄型の灯具とすることができる。これにより、自動車のテールライトやブレーキライトに適用すれば、自動車の真後ろだけでなく、横方向からの光の視認性も向上させることができる。
According to the
なお、上記したLEDライト1では、一例としてk=0.8の配光特性を有する発光素子6を用いたLED2を用いた構成を説明したが、k=0.8以下の配光特性を有する発光素子6を用いれば発光素子6と光学面との位置ずれによる有効放射範囲の全光量偏りを実用上問題を生じないレベルまで小にできる。
In the above-described
また、トランスファーモールド法によるLED2の製造では、金型でリードフレーム5a、5bを挟持した状態で金型内部に透明エポキシ樹脂8を注入するので、発光素子6と光学面との位置決め精度を±0.1mmの高精度で実現することが可能になり、k=0.8の発光素子6を用いて構成される近接光学系であってもLED2の個体差による配光特性のばらつきを防いで安定した品質のLEDライト1を提供することができる。
Further, in the manufacture of the
また、発光素子6を封止する透光性材料として、透明エポキシ樹脂8を用いた構成を説明したが、透光性およびその他の光学的特性が同等の他の透光性材料であってもよい。また、反射鏡3を構成する樹脂材料として、透明アクリル樹脂を用いているが、その他の透明樹脂を始めとして、他の材料を用いることもできる。さらに、LEDライト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、実施の形態に限定されるものではない。
Moreover, although the structure using the transparent
また、反射面9bは、鏡面処理を施さずに樹脂の全反射を応用したものとして説明したが、金属蒸着などによる鏡面処理を施されたものであっても良い。
Moreover, although the
図9は、本発明の第2の実施の形態に係るLED2aを示し、(a)はZ方向から見たLED2aの平面図、(b)は(a)の発光素子6の部分における縦断面図である。このLED2aは、透光性を有するN型GaP基板を用いたGaP基板AlInGaPからなり、上60%(k=0.6)の配光特性を有する発光素子6と、銅合金で構成されて樹脂封止部分を折り曲げ加工されたリードフレーム5b,5cとを有して構成されており、発光素子6はリードフレーム5cの先端に実装されている。その他、第1の実施の形態と同一の構成を有する部分については同一の引用数字を付しているので重複する説明を省略する。
9A and 9B show an LED 2a according to a second embodiment of the present invention, in which FIG. 9A is a plan view of the LED 2a viewed from the Z direction, and FIG. 9B is a longitudinal sectional view of the portion of the
図10は、k=0.6の配光特性を有する発光素子6を用いたときのLED2の全光量偏りを示し、発光素子6の側面6bから放射される光の量が大になることにより、k=0.8の配光特性を有する発光素子6を用いたときに比べてX=0.4mmでも±20%以内の配光偏りに留まり、全光量偏りが改善されている。k=0.6の発光素子6は、発光素子6の内部での反射に基づく側面6bからの放射量を増大させるように基板にGaP等の発光色に対して光透過性を示す材料を用いて形成する。
FIG. 10 shows the total light amount deviation of the
LED2aは、例えば、キャスティングモールド法によって製造することができる。以下にキャスティングモールド法による製造方法を説明する。ここでは、k=0.6の配光特性を有する発光素子6を用いる。まず、プレス加工によってリードフレーム5b,5cを打ち抜き加工する。このとき、リードフレーム5b,5cは分断せずに複数個分の後端がリードで連結された状態にする。次に、リードで連結された後端を支持部材に固定する。次に、リードフレーム5b,5cに曲げ加工を施して所望の形状にする。次に、リードフレーム5cの先端に発光素子6をフェイスアップ接合する。次に、発光素子6のAlボンディングパッド107とリードフレーム5bとをボンディングワイヤ7で電気的に接続する。次に、リードフレーム5b,5cをモールド成形用のキャスティング上に移動させる。次に、キャスティング内に透明エポキシ樹脂8を注入する。次に、透明エポキシ樹脂8を注入されたキャスティング内にリードフレーム5b,5cを浸漬する。次に、キャスティングおよびリードフレーム5b,5cを配置した空間を真空にして透明エポキシ樹脂8の気泡抜きを行う。次に、透明エポキシ樹脂8を120℃、60分の硬化条件で硬化させる。次に、キャスティングから透明エポキシ樹脂8を硬化させたLED2aを取り出す。
The LED 2a can be manufactured by, for example, a casting mold method. The manufacturing method by the casting mold method will be described below. Here, the
上記した第2の実施の形態のLED2aによれば、発光素子6に透光性を有したN型GaP基板を用いるとともにk=0.6の配光特性を有するように構成しているので、N型GaAs基板を有する発光素子6を用いたLED2より広範囲の配光特性が得られる。このことから、発光素子6と光学面との位置ずれが生じたとしても、そのずれ量が小であるときは有効放射範囲の全光量偏りを実用上問題を生じないレベルに抑えることができる。
According to the LED 2a of the second embodiment described above, the light-emitting
また、キャスティングモールド法では、リードフレーム5b,5cの先端(自由端)がキャスティングで支持拘束されていないので、発光素子6と光学面との位置決め精度は±0.2mmとトランスファーモールド法による製造より低下する。特に、平板リードフレームの先端の板厚部に発光素子6がマウントされるものは、高い位置決め精度の実現が困難である。しかし、位置決め精度の許容範囲が大になることによって生産性を向上させることができ、量産性に優れる。透明エポキシ樹脂8の長時間硬化を行うことで熱応力むらは小になり、リードフレーム5b,5cと透明エポキシ樹脂8の剥離が生じにくくなる。なお、製造工程管理や発光素子6の配光特性を選別することで、配光特性の安定化を図ることは可能である。
Further, in the casting mold method, since the tips (free ends) of the lead frames 5b and 5c are not supported and restrained by casting, the positioning accuracy between the light emitting
図11は、本発明の第3の実施の形態に係るLED2bを示し、(a)はZ方向から見たLED2bの平面図、(b)は(a)の発光素子6の部分における縦断面図である。このLED2bは、透光性を有するN型GaP基板を用いたGaP基板AlInGaPからなり、上40%(k=0.4)の配光特性を有する発光素子6と、銅合金で構成された平板状のリードフレーム5b,5dとを有して構成されている。その他、第1および第2の実施の形態と同一の構成を有する部分については同一の引用数字を付しているので重複する説明を省略する。
11A and 11B show an
k=0.4の発光素子6は、k=0.6の発光素子6より小サイズ(例えば、0.3mm角)に形成されており、そのことで発光素子内部での吸収損失が小になって側面6bからの放射量が更に増大されている。
The light-emitting
発光素子6は、プレス加工により打ち抜かれたリードフレーム5cの先端に実装されている。
The
上記した第3の実施の形態のLED2bによれば、リードフレーム5dの先端に発光素子6を実装しているので、有効放射範囲の全光量偏りを抑えながら量産性に優れ、リードフレーム5b,5dと透明エポキシ樹脂8との接触面積を小にでき、そのことによって剥離をより生じにくくすることができる。また、リードフレーム5b,5dの曲げ加工等の作業工程を不用にできるので、生産性を向上させることができる。
According to the
また、発光素子6に透光性を有するN型GaP基板を用いているので、第2の実施の形態と同様にN型GaAs基板を有する発光素子6を用いたLED2に比べて広範囲の配光特性が得られる。このことから、発光素子6と光学面との位置ずれが生じたとしても、そのずれ量が小であるときは有効放射範囲の全光量偏りを実用上問題を生じないレベルに抑えることができる。
Further, since a light-transmitting N-type GaP substrate is used for the light-emitting
図12は、本発明の第4の実施の形態に係るLED2cを示し、Al2O3基板GaNからなる発光素子6と、銅合金で構成されて樹脂封止部分を折り曲げて形成されたリードフレーム5b,5dと、光学面を備えた透明エポキシ樹脂8を有して構成されており、発光素子6はリードフレーム5dの先端に実装されている。また、発光素子6は蛍光体を含有した封止樹脂8sによって半球状に封止されている。同図においては透明エポキシ樹脂8を透明部材として示している。その他、第1、第2、および第3の実施の形態と同一の構成を有する部分については同一の引用数字を付しているので重複する説明を省略する。
FIG. 12 shows an
上記した第4の実施の形態のLED2cによれば、リードフレーム5dの先端に実装された発光素子6を封止樹脂8sで半球状に封止しているので、広範囲の配光特性を有しない発光素子6を用いた場合でも蛍光体から放射される励起光によって光を拡散でき、そのことによって配光特性を本発明の近接光学系に適するものとすることができる。
According to the
蛍光体は、例えば、Ce:YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)を用いることができる。なお、配光特性を向上させるものとして、蛍光体に代えて光拡散材を封止樹脂8sに混入し、光拡散材で光を拡散させるようにしても同様の効果を奏することができる。光拡散材は、例えば、酸化チタン、アルミナ、あるいはSiO2を用いることができる。
For example, Ce: YAG (yttrium, aluminum, garnet) can be used as the phosphor. In order to improve the light distribution characteristics, a similar effect can be obtained by mixing a light diffusing material in the sealing resin 8s instead of the phosphor and diffusing the light with the light diffusing material. For example, titanium oxide, alumina, or
なお、上記した各実施の形態では、発光素子6についてGaAs系の基板を用いた構成を説明したが、配光特性に応じてGaP基板AlInGaP系あるいはGaN系のものを用いることも可能であり、また、発光波長に対して基板が透光性を有するもの、あるいは不透光性のものを選択的に使用することもでき、LEDライト1に適用可能な発光素子6であれば特に限定されない。
In each of the above-described embodiments, the configuration using a GaAs-based substrate for the light-emitting
また、発光ダイオードについては、発光素子を封止するとともに反射面および側面反射面をモールド成型したものとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、透光性樹脂で別途形成した反射面および側面反射面を発光素子とともに光透過性材料で封止することによって取り付けることで、発光素子に対する近接光学系を形成することもできる。 Further, the light emitting diode has been described as sealing the light emitting element and molding the reflection surface and the side reflection surface, but the present invention is not limited to this, for example, a reflection formed separately with a translucent resin. A proximity optical system for the light emitting element can also be formed by attaching the surface and the side reflecting surface together with the light emitting element by sealing with a light transmissive material.
また、上記した各実施の形態では、反射鏡9が発光素子6の原点を焦点とし、X軸を対称軸とする放物線の一部を中心軸Zの周りに回転させた円状の反射形状を成し、放射面10が発光素子6を中心とする球面の一部を成す形状を有するものとして説明したが、中心軸Zに対して大きな角度を成し、発光素子6から放射される光を略側面方向へ放射することのできる形状であれば、特に限定されない。特に、各実施例に示す透明エポキシ樹脂8の形状およびH<Rの関係が成立する条件においては、発光素子6に対して反射鏡9が近接することになり、光学系の位置精度によるLEDの配光特性の安定性について同様に効果を得ることができる。なお、H<Rの関係を満たさない場合でも、h<1mmであるときは同様の効果が得られる。また、反射面9bは、発光素子6との最短距離が図2(c)に示した半径Rに対して1/2未満となるようにして近接光学系を形成した場合でも配光特性の安定性を高めることができる。
Further, in each of the above-described embodiments, the reflecting
1、LEDライト 3、反射鏡 3a、反射面
5a,5b,5c,5d、リードフレーム
6、発光素子 6a、上面 6b、側面 7、ボンディングワイヤ
8、透明エポキシ樹脂 8s、封止樹脂 9、反射鏡 9a、平坦面
9b、反射面 10、放射面 101、N型GaAs基板
102、N型AlInGaPクラッド層 103、発光層を有する層
104、P型AlInGaPクラッド層 105、P型GaPウインドウ層
106、AuZnコンタクト 107、Alボンディングパッド
108、Au合金電極 202、発光素子
203a,203b、リードフレーム 204、ボンディングワイヤ
205、透明エポキシ樹脂 206、反射鏡 207、フレネルレンズ
209、樹脂レンズ 209a、界面
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記発光素子を封止する透光性材料による封止手段とを有し、
前記封止手段は、前記発光素子から放射された光を前記発光素子の中心軸と直交ないしは中心軸と大きな角度をなす方向へ反射する反射面と、前記反射面によって反射された光を側面から放射する側面放射面とを有し、前記反射面は前記発光素子との最短距離が前記反射面の半径Rに対し1/2未満となり、前記発光素子に対して近接光学系を形成し、
前記発光素子は、前記中心軸方向に対する出射光の出射角度θにおける放射強度をI(θ)として、前記発光素子の前記出射角度θに応じた放射強度によって定まる常数をkとしたとき、
I(θ)=k・cosθ+(1−k)・sinθ
(ただし、k≦0.8)
であることを特徴とする発光ダイオード。 A light emitting device mounted on the power supply means;
Sealing means by a translucent material for sealing the light emitting element,
The sealing means reflects the light emitted from the light emitting element in a direction perpendicular to the central axis of the light emitting element or in a direction forming a large angle with the central axis, and reflects the light reflected by the reflective surface from the side surface. A side emission surface that emits light, and the reflective surface has a shortest distance to the light emitting element of less than ½ of the radius R of the reflective surface, and forms a proximity optical system for the light emitting element,
The light emitting element has a radiation intensity at an emission angle θ of the emitted light with respect to the central axis direction as I (θ), and a constant determined by the radiation intensity according to the emission angle θ of the light emitting element is k,
I (θ) = k · cos θ + (1−k) · sin θ
(However, k ≦ 0.8)
A light emitting diode characterized by the above.
この発光素子を封止する透光性材料による封止手段とを有し、
前記封止手段が前記発光素子から放射された光を前記発光素子の中心軸と直交ないしは中心軸と大きな角度をなす方向へ反射する反射面と、前記反射面によって反射された光を側面から放射する側面放射面を有し、前記反射面は、前記発光素子の発光面から前記反射面の端縁にかけての前記発光素子の中心軸方向の高さHより半径Rが大なる寸法を有して形成されて前記発光素子に対して近接光学系を形成し、
前記発光素子は、前記中心軸方向に対する出射光の出射角度θにおける放射強度をI(θ)として、前記発光素子の前記出射角度θに応じた放射強度によって定まる常数をkとしたとき、
I(θ)=k・cosθ+(1−k)・sinθ
(ただし、k≦0.8)
であることを特徴とする発光ダイオード。 A light emitting device mounted on the power supply means;
Sealing means by a translucent material for sealing the light emitting element,
The sealing means reflects the light emitted from the light emitting element in a direction orthogonal to the central axis of the light emitting element or in a direction forming a large angle with the central axis, and the light reflected by the reflective surface is emitted from the side surface. And the reflective surface has a dimension in which the radius R is larger than the height H in the central axis direction of the light emitting element from the light emitting surface of the light emitting element to the edge of the reflective surface. Formed to form a proximity optical system for the light emitting element,
The light emitting element has a radiation intensity at an emission angle θ of the emitted light with respect to the central axis direction as I (θ), and a constant determined by the radiation intensity according to the emission angle θ of the light emitting element is k,
I (θ) = k · cos θ + (1−k) · sin θ
(However, k ≦ 0.8)
A light emitting diode characterized by the above.
前記発光ダイオードから放射される光を反射する反射鏡とを有することを特徴とするLEDライト。 The light emitting diode according to any one of claims 1 to 8,
An LED light comprising: a reflecting mirror that reflects light emitted from the light emitting diode.
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JP2001057447A (en) * | 1993-09-28 | 2001-02-27 | Nichia Chem Ind Ltd | Light emitting diode |
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