JP2017228712A - Led発光装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図9は特許文献1に記載されたLED発光装置の断面図である。図9に示されるようにLED発光装置100では、発光素子101が金属ステム102にダイボンディングされている。金属ステム102は、封止ガラス105の上面及び側面を覆い、上面が平坦な砲台形状となっている。また、この金属ステム102には一方のリード103が一体的に設けられている。もう一方のリード104は、上端面が金属ステム102に設けた孔102aから露出するように配設され、側面が封止ガラス105によって固定されている。このリード104の上端面は、発光素子101の電極とワイヤー106によって接続されている。
また、この集光レンズ109は、その側面に反射面109b(内部全反射型)を備え、下部に断面凹形状の陥没部109cが設けられている。この陥没部109cの上面は下方に凸な放物曲面109dとなっている。発光素子101は陥没部109c内に配置されている。
図9に示す如く、発光素子101を出射した光のうち放物曲面109dに入射する光線Paは、放物曲面109dによって屈折し上方へ向かう。
また、発光素子101を出射した光のうち陥没部109bの側壁に向かう光線Pbは、この側壁で屈折した後に反射面109bで全反射し上方へ向かう。
そこで本発明は、上記問題点を解決しようとするものであり、指向性を維持したまま出射効率を改善するLED発光装置を提供することを目的とする。
底部に入射面、上部に出射面を有する集光レンズと、前記入射面に対向するように配置されたLED光源と、前記入射面と前記LED光源の間に挟持され、透光性を有し柔軟な柔軟性樹脂とを備えることを特徴とする。
以下、図1〜3を用いて第1実施形態のLED発光装置について説明する。
図1は本発明の第1実施形態として示すLED発光装置10を底部から眺めた斜視図、図2はLED発光装置10の構成を示す断面図、図3は図2に出射光特性を書き加えた断面図である。図1に示すように、集光レンズ2は、回転対称軸(図示せず)と底部に形成された平坦な入射面2aとを有する。また集光レンズ2は、その側面が回転対称軸から離れる方向に凸であり、上方ほど水平断面が大きくなる。底面2aには柔軟性樹脂3が貼り付けられている。柔軟性樹脂3の底部にはLED光源1が密着している。なお図1では、集光レンズ2やLED光源1等を保持固定する支持部材を描いていない。
モジュール基板4は、上面にLEDダイ5の電極と接続する配線パターンが形成されている。またモジュール基板4は、放熱特性の良い基板の材料が好ましく、例えば、アルミナなどのセラミックや表面に絶縁層を備えた金属板等が使用される。さらにその表面の反射率が高いことが好ましい。
なお本実施形態において、透光性樹脂6は黄色系蛍光粒子を混入した蛍光樹脂を採用し、LEDダイ5として青色LEDダイを採用している。この構成によりLED発光装置10は白色発光を行う。しかしながら蛍光体及びLEDダイの選択はこれに限定されない。
図2に示す如く柔軟性樹脂3は集光レンズ2の入射面2aとLED光源1の透光性樹脂6との間に挟持されている。このとき柔軟性樹脂3は、LED光源1から集光レンズ2の入射面2aへの光伝達特性を向上させる(反射損失を小さくする)。すなわち集光レンズ2の入射面2aとLED光源1の透光性樹脂6との間に柔軟性樹脂3を配し、集光レンズ2の入射面2aとLED光源1の透光性樹脂6とを光学的に密着させている。
良く知られているように、屈折率n1の媒質から屈折率n2の媒質に光が進入しようとすると、
R={(n1−n2)/(n1+n2)}2
で示される反射が発生する(Rは反射率。以下、フレネル損失という。)。
集光レンズ2及びLED光源1に含まれる透光性樹脂6の屈折率が1.5程度であるため、柔軟性樹脂3の屈折率を1.4〜1.6にすれば、透光性樹脂6、柔軟性樹脂3及び集光レンズ2の屈折率が近似し、集光レンズ2とLED光源1との間の反射損失が無視できるようになる。とくに集光レンズ2の屈折率を柔軟性樹脂3の屈折率より大きくすると、柔軟性樹脂3と集光レンズ2の界面で全反射が発生しないため、出射効率はいっそう向上する。
図3に示す如く、LEDダイ5から出射される光のうち集光レンズ2の入射面2aに直接出射された光線Psは、出射面2bで屈折して上方へ出射される。また、集光レンズ2の入射面2aから入射した後に反射面2c(内部反射面)に向かう光線Phは、反射面2cで反射され、上方に出射する。
LEDダイ5から出射される光のうち側方に向かう光線Pmは、反射性樹脂枠7で反射された後、集光レンズ2の入射面2aから入射し、反射面2cで反射され、上方に出射する。
この結果、LED発光装置10は、内部全反射型の集光レンズ2とLED光源1とを柔軟性樹脂3で密着させることによって、LED光源1から発光されるほとんどの光線を上方へ向かう略平行光線として効率良く出射する。
次に図4、図5を用いて本発明の第2実施形態として示すLED発光装置20について説明する。
図4は発光装置20の断面図、図5は図4に出射光特性を書き加えた断面図である。なお図4、図5におけるLED発光装置20の基本的構成及び動作は、図2、図3に示すLED発光装置10の構成及び動作と同じであり、同一要素及び対応する要素に付いては同一番号を付し、重複する説明を省略する。
図5に示す如く、LEDダイ5から出射される光のうち集光レンズの入射面22aからに向かって出射された光線Psは、出射面22bで屈折して上方へ出射する。また、集光レンズ2の入射面22aから入射した後、反射面22c(内部全反射面)に向かう光線Phは、反射面22cで反射されて上方に出射する。
また、LEDダイ5から出射される光線のうち側方に向かう光線Pmは、反射性樹脂枠7で反射された後、集光レンズの入射面22aから入射し、反射面22cで反射し上方に出射する。
次に図6を用いて第3実施形態として示すLED発光装置30について説明する。
図6はLED発光装置30の構成を示す断面図であり、基本的構成は図4に示すLED発光装置20と同じである。LED発光装置30が、図4に示すLED発光装置20と異なるところは、図6に示すように集光レンズ32の底部側に設けられた凹部32dの深さが異なること、及びLED光源1が反射性樹脂枠7を備えていないことだけである。なお、図示していないが、蛍光体は透光性樹脂6中に含有されている。
すなわち、図4に示したようにLED発光装置20における凹部22dが柔軟性樹脂3を収納するだけの深さであったのに対し、図6に示すようにLED発光装置30における凹部32dは、LED光源1のモジュール基板4を除く部分全体を収納する深さに形成されている。
なお前述の通り、LED発光装置30では透光性樹脂6が蛍光樹脂となっており、柔軟性樹脂3は透明な樹脂である。
また、LED光源1全体を集光レンズ32の凹部32dに収納することにより、LED発光装置30の高さを小さくすることができる。蛍光体の配置については任意性があり、例えば蛍光体をLEDダイ5の周辺部だけに配置したり、透光性樹脂6を取り囲むようにしたりしても良い(このとき柔軟性樹脂を蛍光樹脂としても良い)。
次に図7を用いて第4実施形態として示すLED発光装置40について説明する。
図7はLED発光装置40の断面図であり、基本的構成は図2に示すLED発光装置10と同じである。LED発光装置40が、図2に示すLED発光装置10と異なるところは、図7に示すように集光レンズ42の出射面42bの形状である。
すなわち、LED発光装置10における集光レンズ2の出射面2bが平坦であったのに対し、LED発光装置40における集光レンズ42の出射面42bは凹凸形状42eが設けられ粗面化されている。
次に図8を用いて第5実施形態として示すLED発光装置50について説明する。
図8はLED発光装置50の断面図である。LED発光装置50は、LED光源1、柔軟性樹脂3及び集光レンズ52を支持部材60に収納したものである。LED発光装置50において、LED光源1、柔軟性樹脂3及び集光レンズ52に係る基本的構成(以下、光学系とよぶ)は、図2に示すLED発光装置10と同じである。
すなわち、LED発光装置10とLED発光装置50の光学系とが異なるところは、図8に示すようにLED発光装置50が集光レンズ52の上面の周辺にフランジ部52fを設けていることだけである。LED発光装置50では、フランジ部52fを用いて光学系を支持部材60に固定している。
また、各実施形態1〜5において集光レンズ2等として内部全反射型レンズを用いた。しかしながら指向性と出射効率の高いLED発光装置の提供に際し、集光レンズは、内部反射型レンズに限られず、例えば、凸レンズ、レンチキュラーレンズ、さらに円錐台、角錐台等の集光レンズに適応可能である。
2,22,32,42,52、109 集光レンズ
2a、22a、32a、42a、52a 入射面
2b、22b、32b、42b、52b 出射面
2c、22c、32c、42c、52c 反射面
22d、32d 凹部
42e 凹凸形状
52f フランジ部
3 柔軟性樹脂
4 モジュール基板
5 LEDダイ
6 透光性樹脂
7 反射性樹脂枠
10、20,30,40,50、100 LED発光装置
60 支持部材
61 ケース
62 フレーム
101 発光素子
Claims (9)
- 底部に入射面、上部に出射面を有する集光レンズと、前記入射面に対向するように配置されたLED光源と、前記入射面と前記LED光源の間に挟持され、透光性を有し柔軟な柔軟性樹脂とを備えることを特徴とするLED発光装置。
- 前記集光レンズは、透光性の樹脂からなることを特徴とする請求項1に記載のLED発光装置。
- 前記集光レンズの屈折率は、前記柔軟性樹脂の屈折率より大きいことを特徴とする請求項1又は2に記載のLED発光装置。
- 前記集光レンズは、内部全反射型レンズであることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載のLED発光装置。
- 前記集光レンズは、凹部を備え、前記凹部は、前記入射面を含み、前記柔軟性樹脂は、前記凹部内に配置されていることを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載のLED発光装置。
- 前記集光レンズは、前記出射面の周囲にフランジ部を備え、前記フランジ部は、支持部材に固定されていることを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載のLED発光装置。
- 前記出射面は、粗面化されていることを特徴とする請求項1から6の何れか一項に記載のLED発光装置。
- 前記LED光源は、LEDダイと、前記LEDダイを被覆する透光性樹脂と、前記透光性樹脂の周囲に設けられた反射性樹脂枠とを備え、前記反射性樹脂枠は、上部に柔軟性樹脂が配置されていることを特徴とする請求項1から7の何れか一項に記載のLED発光装置。
- 前記柔軟性樹脂は、蛍光体が混入されていることを特徴とする請求項1から8の何れか一項に記載のLED発光装置。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004335880A (ja) * | 2003-05-09 | 2004-11-25 | Toshiba Lighting & Technology Corp | 発光装置 |
JP2007073825A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Stanley Electric Co Ltd | 半導体発光装置 |
JP2009302202A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 発光装置 |
JP2013171802A (ja) * | 2012-02-22 | 2013-09-02 | Stanley Electric Co Ltd | Led照明装置および導光レンズ |
WO2014038182A1 (ja) * | 2012-09-04 | 2014-03-13 | 日本電気株式会社 | 発光装置 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004335880A (ja) * | 2003-05-09 | 2004-11-25 | Toshiba Lighting & Technology Corp | 発光装置 |
JP2007073825A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Stanley Electric Co Ltd | 半導体発光装置 |
JP2009302202A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 発光装置 |
JP2013171802A (ja) * | 2012-02-22 | 2013-09-02 | Stanley Electric Co Ltd | Led照明装置および導光レンズ |
WO2014038182A1 (ja) * | 2012-09-04 | 2014-03-13 | 日本電気株式会社 | 発光装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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