JP3118799B2 - Outer lens for semiconductor light emitting module - Google Patents

Outer lens for semiconductor light emitting module

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JP3118799B2 JP08311750A JP31175096A JP3118799B2 JP 3118799 B2 JP3118799 B2 JP 3118799B2 JP 08311750 A JP08311750 A JP 08311750A JP 31175096 A JP31175096 A JP 31175096A JP 3118799 B2 JP3118799 B2 JP 3118799B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズ、特に小型
・薄型且つ高出力の半導体発光モジュール用アウタレン
ズに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lens, and more particularly, to a small, thin and high-power outer lens for a semiconductor light emitting module.

【0002】[0002]

【従来の技術】複数の半導体発光装置又は半導体発光素
子が単一の外囲体に組み込まれて成る半導体発光装置を
構成する所謂半導体発光モジュールは公知である。図2
0に示す従来の半導体発光モジュールは、プリント基板
(1)と、プリント基板(1)に実装された複数個の発光
ダイオード(2)と、発光ダイオード(2)を包囲してプ
リント基板(1)に取り付けられた外囲体(3)から成
り、複数個の発光ダイオード(2)をそれぞれの配光方
向を揃えて一体に形成される。発光ダイオード(2)
は、外部リード(4)と、外部リード(4)の端部に固定
されたレンズ(5)とを有する。図示しないが、外部リ
ード(4)はヘッダ(皿状支持電極体)を備え、レンズ
(5)は外部リード(4)のヘッダに固着された発光ダイ
オード素子を封止する。また、道路交通を円滑にして安
全性を向上するために、カーナビゲーションシステムに
通信機能を付加して車両に対しリアルタイムで交通情報
を送受信するVICS(Vehicle Information Communic
ation System)が提案され、平成8年4月より一部の地
域で運用が開始されている。図19に示すように、VI
CSでは走行中の車両に設置されたカーナビゲーション
システムを含む車載機と道路脇に設置された地上機との
間で双方向光通信が行われ、VICSの通信媒体である
光ビーコンの光源には半導体発光モジュールとして集合
ランプ形の赤外発光ダイオードモジュールが使用され
る。
2. Description of the Related Art A so-called semiconductor light emitting module which constitutes a semiconductor light emitting device in which a plurality of semiconductor light emitting devices or semiconductor light emitting elements are incorporated in a single envelope is known. FIG.
The conventional semiconductor light emitting module shown in FIG. 1 includes a printed circuit board (1), a plurality of light emitting diodes (2) mounted on the printed circuit board (1), and a printed circuit board (1) surrounding the light emitting diode (2). A plurality of light emitting diodes (2) are formed integrally with their respective light distribution directions aligned. Light emitting diode (2)
Has an external lead (4) and a lens (5) fixed to an end of the external lead (4). Although not shown, the external lead (4) includes a header (dish-shaped support electrode body), and the lens (5) seals the light emitting diode element fixed to the header of the external lead (4). Also, in order to smooth road traffic and improve safety, VICS (Vehicle Information Communic) that transmits and receives traffic information to and from vehicles in real time by adding a communication function to a car navigation system.
ation System) has been proposed and has been in operation in some areas since April 1996. As shown in FIG.
In CS, bi-directional optical communication is performed between an on-board unit including a car navigation system installed on a running vehicle and a ground unit installed on the side of the road, and the light source of an optical beacon, which is a communication medium of VICS, A collective lamp type infrared light emitting diode module is used as a semiconductor light emitting module.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、光通信を目
的として自動車に搭載される半導体発光モジュールにお
いては、特にモジュールが小面積(小型)であり且つ薄
型であることが要求される。ここで、図20の半導体発
光モジュールでは、外部リード(4)を備え且つ個別に
完成した樹脂封止型の発光ダイオード(2)を回路基板
(1)に配置した構成となっており、レンズ(5)の横幅
L及び高さHが比較的大きいため、このような要求を満
足することができない。そこで、本発明は、光通信用等
の光源のレンズとして最適で、小型・薄型且つ高出力化
が可能な半導体発光モジュール用アウタレンズを提供す
ることを目的とする。
By the way, in a semiconductor light emitting module mounted on an automobile for the purpose of optical communication, it is particularly required that the module has a small area (small size) and a small thickness. Here, the semiconductor light emitting module of FIG. 20 has a configuration in which an external lead (4) is provided and a separately completed resin-sealed light emitting diode (2) is arranged on a circuit board (1). Since the width L and the height H of 5) are relatively large, such requirements cannot be satisfied. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an outer lens for a semiconductor light emitting module which is optimal as a lens of a light source for optical communication and the like, and which can be reduced in size, thickness and output.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】複数の半導体発光装置
(12)から照射される光の散乱を抑制する本発明の半導
体発光モジュール用アウタレンズ(15)は、透光性材料
により板状に形成されたレンズ本体(15c)と、レンズ
本体(15c)に一体に形成され且つレンズ本体(15c)の
一方の主面(15a)から突出する外面を有する複数のレ
ンズ部(33)と、レンズ本体(15c)の他方の主面(15
b)から突出し且つ複数の半導体発光装置(12)を固着
した回路基板(11)に装着される脚部(15d)とを備え
ている。脚部(15d)はレンズ本体(15c)の両側に設け
られ、レンズ本体(15c)の片側の脚部(15d)は湾曲形
状である。本発明によるアウタレンズ(15)は、レンズ
本体(15c)の他方の主面(15b)から突出する脚部(15
d)を回路基板(11)に装着できるため、外囲体が不要
で取り付け容易であり且つ半導体発光モジュールの小型
化・薄型化が可能となる。特に、レンズ本体(15c)の
片側の脚部(15d)を湾曲形状に形成したので、脚部(1
5d)に過剰な応力を加えることなく容易にアウタレンズ
(15)を回路基板(11)に取り付けることができる。
The outer lens (15) for a semiconductor light emitting module of the present invention, which suppresses the scattering of light emitted from a plurality of semiconductor light emitting devices (12), is formed in a plate shape from a translucent material. A lens body (15c), a plurality of lens portions (33) formed integrally with the lens body (15c) and having an outer surface protruding from one main surface (15a) of the lens body (15c); 15c) on the other major surface (15
b) and a leg (15d) attached to a circuit board (11) to which a plurality of semiconductor light emitting devices (12) are fixed. The legs (15d) are provided on both sides of the lens body (15c), and one leg (15d) of the lens body (15c) has a curved shape. The outer lens (15) according to the present invention includes a leg (15) projecting from the other main surface (15b) of the lens body (15c).
Since d) can be mounted on the circuit board (11), no enclosure is required, mounting is easy, and the semiconductor light emitting module can be reduced in size and thickness. Particularly, since the leg (15d) on one side of the lens body (15c) is formed in a curved shape, the leg (1
The outer lens (15) can be easily attached to the circuit board (11) without applying excessive stress to 5d).

【0005】本発明の実施の形態では、レンズ部(33)
は非球面のほぼ半エッグ表面を有し、短軸(33a)及び
長軸(33b)に沿う半径の大きさ比が2:2.1〜2:5
の範囲である。このようにレンズ部(33)を形成するこ
とにより、正面光出力を大きく損なわず且つ地上機の矩
形の通信エリアに要求された横長の指向特性を得ること
ができる。真の球面状のレンズを作製しても樹脂の部分
的な収縮により光学的な歪が発生するが、半エッグ表面
とすることにより、樹脂の収縮による問題を回避でき
る。また、レンズ本体(15c)の他方の主面(15b)に反
射壁(13)を形成して、発光効率を増大させてもよい。
脚部(15d)の先端に形成された爪部(15e)は、回路基
板(11)に形成された開口部(61)に挿入され且つ開口
部(61)の周壁(62)に係止される。爪部(15e)を回
路基板(11)に形成された開口部(61)に挿入すること
により、スナップ作用を利用してワンタッチでアウタレ
ンズ(15)を回路基板(11)に取り付けることができ
る。更に、脚部(15d)の間に形成された突起(15f)を
回路基板(11)の孔部(63)に装着することにより、レ
ンズ本体(15c)を正確な位置に保持することも可能で
ある。
In the embodiment of the present invention, the lens portion (33)
Has an aspherical, approximately half-egg surface and a radius ratio along the short axis (33a) and the long axis (33b) of 2: 2.1 to 2: 5.
Range. By forming the lens portion (33) in this manner, it is possible to obtain a horizontally long directional characteristic required for a rectangular communication area of the ground machine without significantly impairing the front light output. Even if a true spherical lens is produced, optical distortion occurs due to partial shrinkage of the resin. However, by using a half-egg surface, problems due to shrinkage of the resin can be avoided. Further, a reflection wall (13) may be formed on the other main surface (15b) of the lens body (15c) to increase the luminous efficiency.
The claw (15e) formed at the tip of the leg (15d) is inserted into the opening (61) formed in the circuit board (11) and is locked on the peripheral wall (62) of the opening (61). You. By inserting the claw (15e) into the opening (61) formed in the circuit board (11), the outer lens (15) can be attached to the circuit board (11) with one touch by using a snap action. Furthermore, the lens body (15c) can be held in the correct position by attaching the protrusion (15f) formed between the legs (15d) to the hole (63) of the circuit board (11). It is.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下、発光ダイオードモジュール
に適用した本発明による半導体発光モジュール用アウタ
レンズの実施の形態を図1〜図18について説明する。
図1に示す発光ダイオードモジュールは、回路基板(1
1)、半導体発光装置としてのチップ型発光ダイオード
(表面実装型発光ダイオード)(12)及び反射壁(13)
が一体に形成されたアウタレンズ(15)から構成され
る。回路基板(11)は例えばエポキシ樹脂等から成る。
図2に示すように、回路基板(11)の一方の主面(11
a)には複数本の帯状の接続用配線導体(16)と電極端
子(17)とが形成され、両者は連絡配線導体(17a)で
電気的に接続される。また、図3に示すように、回路基
板(11)の他方の主面(11b)にも接続用配線導体(1
8)が形成される。一方の主面(11a)側に形成された接
続用配線導体(16)は、回路基板(11)の一方の側面
(11c)から他方の側面(11d)の方向に向かう第1の方
向に延伸し、延伸方向の途中に複数の間欠領域(19)が
設けられる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an outer lens for a semiconductor light emitting module according to the present invention applied to a light emitting diode module will be described below with reference to FIGS.
The light emitting diode module shown in FIG.
1), chip-type light-emitting diodes (surface-mount light-emitting diodes) as semiconductor light-emitting devices (12) and reflective walls (13)
Are composed of an outer lens (15) integrally formed. The circuit board (11) is made of, for example, epoxy resin.
As shown in FIG. 2, one main surface (11
In a), a plurality of strip-shaped connection wiring conductors (16) and electrode terminals (17) are formed, and both are electrically connected by a connection wiring conductor (17a). As shown in FIG. 3, the connection wiring conductor (1) is also provided on the other main surface (11b) of the circuit board (11).
8) is formed. The connection wiring conductor (16) formed on one main surface (11a) extends in a first direction from one side surface (11c) of the circuit board (11) toward the other side surface (11d). A plurality of intermittent regions (19) are provided in the middle of the stretching direction.

【0007】チップ型発光ダイオード(12)は、図5に
示すように、発光素子基板(22)と、この一方の主面
(22a)に固着された半導体発光素子としての発光ダイ
オード素子(23)と、光透過性樹脂から成る角錐台形状
の発光素子レンズ(24)とを備える。発光素子基板(2
2)の一方の主面(22a)には互いに離間した2つの発光
素子配線導体(25、26)が形成され、一方の配線導体
(25)の主面には発光ダイオード素子(23)の裏面に形
成された電極が固着される。他方の配線導体(26)には
リード細線(27)を介して発光ダイオード素子(23)の
上面に形成された電極が電気的に接続される。図6に示
すように、発光素子基板(22)の長手方向の両端には切
り欠き部(28、29)が形成される。発光素子配線導体
(25、26)の一方端はそれぞれ切り欠き部(28)及び
(29)を通じて発光素子基板(22)の他方の主面まで延
伸する。発光素子基板(22)の他方の主面には互いに離
間した2つの接続電極(30、31)が形成され、それぞれ
一方又は他方の発光素子配線導体(25、26)の一方端に
繋がっている。発光素子レンズ(24)は周知のトランス
ファモールドで形成され、発光ダイオード素子(23)及
びリード細線(27)を封止する。図1及び図4に示すよ
うに、アウタレンズ(15)の反射壁(13)に対向しない
発光素子レンズ(24)の第1の側面(24a)は回路基板
(11)の一方の主面(11a)に対して第1の角度で傾斜
し、反射壁(13)に対向する発光素子レンズ(24)の第
2の側面(24b)は、回路基板(11)の一方の主面(11
a)に対して第1の角度よりも大きい第2の角度で傾斜
する。
As shown in FIG. 5, the chip type light emitting diode (12) comprises a light emitting element substrate (22) and a light emitting diode element (23) as a semiconductor light emitting element fixed to one main surface (22a). And a truncated pyramid-shaped light emitting element lens (24) made of a light transmitting resin. Light emitting element substrate (2
Two light emitting element wiring conductors (25, 26) spaced apart from each other are formed on one main surface (22a) of 2), and the back surface of the light emitting diode element (23) is formed on the main surface of one wiring conductor (25). Is fixed. An electrode formed on the upper surface of the light emitting diode element (23) is electrically connected to the other wiring conductor (26) through a thin lead wire (27). As shown in FIG. 6, cutouts (28, 29) are formed at both ends in the longitudinal direction of the light emitting element substrate (22). One ends of the light emitting element wiring conductors (25, 26) extend to the other main surface of the light emitting element substrate (22) through the notches (28) and (29), respectively. Two connection electrodes (30, 31) separated from each other are formed on the other main surface of the light emitting element substrate (22), and are respectively connected to one end of one or the other light emitting element wiring conductor (25, 26). . The light emitting element lens (24) is formed by a well-known transfer mold, and seals the light emitting diode element (23) and the fine lead wire (27). As shown in FIGS. 1 and 4, the first side surface (24a) of the light emitting element lens (24) that does not face the reflecting wall (13) of the outer lens (15) is connected to one main surface (11a) of the circuit board (11). ), The second side surface (24b) of the light emitting element lens (24) facing the reflection wall (13) is inclined at a first angle with respect to one main surface (11) of the circuit board (11).
Incline at a second angle greater than the first angle with respect to a).

【0008】発光素子レンズ(24)のアウタレンズ(1
5)側の主面(以下、発光素子レンズの上面という)に
はインナレンズ(24d)が形成される。即ち、発光素子
レンズ(24)の上面の外縁に沿って平坦部(24e)が形
成され、平坦部(24e)の内側に環状の溝部(24f)が形
成され、溝部(24f)の内側にその底部から半球状に突
出する球面状のインナレンズ(24d)が設けられる。イ
ンナレンズ(24d)の頂部は平坦部(24e)とほぼ同一の
平面上に位置する。また、溝部(24f)は平坦部(24e)
の内縁からインナレンズ(24d)の底部へ傾斜する環状
の傾斜面(24g)を有する。傾斜面(24g)はインナレン
ズ(24d)の側部と対向する。平坦部(24e)は、チップ
型発光ダイオード(12)を回路基板(11)の一方の主面
(11a)上に実装する際に、吸着治具がチップ型発光ダ
イオード(12)を吸着するための面として作用する。ま
た、傾斜面(24g)を設けることにより、チップ型発光
ダイオード(12)の製造工程において、トランスファモ
ールド法等によって発光素子レンズ(24)を金型成形し
た後、発光素子レンズ(24)を金型から容易に離脱でき
る。さらに、発光素子(23)から放射されてインナレン
ズ(24d)の側部を通過する光の一部は、図5に示すよ
うに傾斜面(24g)において反射された結果、上方、即
ちアウタレンズ(15)側に光路Aを変えるので、半導体
発光モジュールの高輝度化を図ることができる。
The outer lens (1) of the light emitting element lens (24)
An inner lens (24d) is formed on the main surface on the 5) side (hereinafter referred to as the upper surface of the light emitting element lens). That is, a flat portion (24e) is formed along the outer edge of the upper surface of the light emitting element lens (24), an annular groove (24f) is formed inside the flat portion (24e), and the annular groove (24f) is formed inside the groove (24f). A spherical inner lens (24d) projecting hemispherically from the bottom is provided. The top of the inner lens (24d) is located on substantially the same plane as the flat portion (24e). The groove (24f) is flat (24e)
Has an annular inclined surface (24g) inclined from the inner edge of the inner lens to the bottom of the inner lens (24d). The inclined surface (24g) faces the side of the inner lens (24d). The flat part (24e) is used when the chip-type light emitting diode (12) is mounted on one main surface (11a) of the circuit board (11) by a suction jig to suck the chip-type light emitting diode (12). Acts as a surface. Also, by providing the inclined surface (24 g), in the manufacturing process of the chip-type light emitting diode (12), after the light emitting element lens (24) is molded by transfer molding or the like, the light emitting element lens (24) is Easy release from the mold. Further, a part of the light emitted from the light emitting element (23) and passing through the side of the inner lens (24d) is reflected on the inclined surface (24g) as shown in FIG. Since the optical path A is changed to the 15) side, the brightness of the semiconductor light emitting module can be increased.

【0009】図1及び図2に示すように、チップ型発光
ダイオード(12)は、回路基板(11)上の接続用配線導
体(16)に対してその間欠領域(19)を架橋するように
固着される。即ち、チップ型発光ダイオード(12)の一
方の接続電極(30)と他方の接続電極(31)は、それぞ
れ間欠領域(19)の一方の側の接続用配線導体(16)と
他方の側の接続用配線導体(16)に固着される。図1の
発光ダイオードモジュールでは、1本の接続用配線導体
(16)に間欠領域(19)に対応してそれぞれ4個のチッ
プ型発光ダイオードが固着されて互いに直列に電気的に
接続され、4本の接続用配線導体(16)に合計16個の
チップ型発光ダイオード(12)が配設されている。この
実施形態では、外部リードを必要としないチップ型発光
ダイオード(12)を用いるためモジュール全体の小型化
・薄型化が可能となる。また、チップ型発光ダイオード
(12)にインナレンズ(24d)を形成することにより、
インナレンズ(24d)とアウタレンズ(15)との組み合
わせによって、適正な光指向性が実現されると共に、光
出力の増大が達成される。発光素子レンズ(24)の第2
の側面(24b)から導出された光はアウタレンズ(15)
の反射壁(13)によってレンズ部(33)側に向きを変え
られるので、発光ダイオード素子(23)から放出された
光を有効にモジュールの外部に導出できる点においても
光出力の増大を図ることができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the chip-type light emitting diode (12) is connected to the connection wiring conductor (16) on the circuit board (11) so as to bridge the intermittent region (19). It is fixed. That is, one connection electrode (30) and the other connection electrode (31) of the chip-type light emitting diode (12) are connected to the connection wiring conductor (16) on one side of the intermittent region (19) and the connection electrode on the other side, respectively. It is fixed to the connection wiring conductor (16). In the light-emitting diode module of FIG. 1, four chip-type light-emitting diodes are fixed to one connection wiring conductor (16) corresponding to the intermittent region (19) and electrically connected in series to each other. A total of 16 chip-type light emitting diodes (12) are arranged on the connection wiring conductor (16). In this embodiment, since the chip-type light emitting diode (12) that does not require external leads is used, the size and thickness of the entire module can be reduced. Also, by forming the inner lens (24d) on the chip type light emitting diode (12),
By the combination of the inner lens (24d) and the outer lens (15), appropriate light directivity is realized and an increase in light output is achieved. The second of the light emitting element lens (24)
The light extracted from the side (24b) of the outer lens (15)
The light output can be increased in that the light emitted from the light emitting diode element (23) can be effectively led out of the module because the direction of the light can be changed to the lens part (33) side by the reflective wall (13) of the light emitting diode. Can be.

【0010】本発明によるアウタレンズ(15)は、複数
の半導体発光装置(12)を固着した回路基板(11)に取
り付けられ且つ複数の半導体発光装置(12)から照射さ
れる光の散乱を抑制する。アウタレンズ(15)は、例え
ばアクリル樹脂、ポリカーボネート若しくはアクリル・
グリコール・カーボネート樹脂(CR39)等の樹脂又
はガラス等の透光性材料により板状に形成されたレンズ
本体(15c)を備えている。図4に示すように、アウタ
レンズ(15)の他方の主面(15b)は平面であり、さら
に反射壁(13)が一体に形成される。図7及び図8に示
すように、レンズ本体(15c)の一方の主面(15a)から
突出する複数のレンズ部(33)がレンズ本体(15c)に
一体に形成される。レンズ部(33)の個数は発光ダイオ
ード(12)の数と対応するのが好ましく、本実施形態で
はチップ型発光ダイオード(12)の個数と等しい16個
のレンズ部(33)が設けられる。レンズ部(33)は、図
1に示すように、発光素子レンズ(24)の第1の側面
(24a)を介して光が通過する部分は曲率が大きく、図
4に示すように、発光素子レンズ(24)の第2の側面
(24b)を介して光が通過する部分は曲率が小さく形成
される。レンズ部(33)は、平面的に見て、図2に示す
第1の方向に長く、これに直交する第2の方向に短く形
成されている。第2の方向に長手に形成すると、反射壁
(13)で上方に偏位されにくい発光素子レンズ(24)の
第1の側面(24a)を介して導出される光を上方に導く
効果が損なわれるからである。詳細には、図12〜図1
6に示すように、レンズ部(33)は非球面のほぼ半エッ
グ表面を有し、短軸(33a)及び長軸(33b)に沿う半径
の大きさ比が2:2.1〜2:5の範囲である。レンズ
部(33)の曲率は図17のグラフに示す設計値に基づい
て決定することができる。例えば、レンズ部(33)の断
面は、長軸(33b)方向が曲率2.9mm、短軸(33a)方
向が曲率1.9mmである。各レンズ部(33)の接続面
は、長軸(33b)−短軸(33a)に対し4.5mm×3.0mm
までサイドカットした状態で連続して繋がっている。レ
ンズ本体(15c)の最小肉厚は0.5mmである。一般公差
は±0.1で、アウタレンズ(15)の一方の主面(15a)
及び他方の主面(15b)は鏡面仕上げ(5Sレベル)で
ある。
An outer lens (15) according to the present invention is attached to a circuit board (11) to which a plurality of semiconductor light emitting devices (12) are fixed, and suppresses scattering of light emitted from the plurality of semiconductor light emitting devices (12). . The outer lens (15) is made of, for example, acrylic resin, polycarbonate or acrylic.
A lens body (15c) formed in a plate shape from a translucent material such as glass or a resin such as glycol carbonate resin (CR39) is provided. As shown in FIG. 4, the other main surface (15b) of the outer lens (15) is a flat surface, and the reflection wall (13) is formed integrally. As shown in FIGS. 7 and 8, a plurality of lens portions (33) projecting from one main surface (15a) of the lens body (15c) are formed integrally with the lens body (15c). The number of the lens portions (33) preferably corresponds to the number of the light emitting diodes (12). In the present embodiment, 16 lens portions (33) are provided which are equal to the number of the chip type light emitting diodes (12). As shown in FIG. 1, the lens portion (33) has a large curvature at a portion where light passes through the first side surface (24a) of the light emitting element lens (24), and as shown in FIG. A portion where light passes through the second side surface (24b) of the lens (24) has a small curvature. The lens portion (33) is formed to be long in the first direction shown in FIG. 2 and to be short in the second direction perpendicular to the first direction as viewed in plan. When the light-emitting element lens is formed to be long in the second direction, the effect of guiding the light guided through the first side surface (24a) of the light-emitting element lens (24) that is not easily deflected upward by the reflection wall (13) is impaired. Because it is In detail, FIGS.
As shown in FIG. 6, the lens portion (33) has an aspherical surface substantially in the shape of a half egg, and the ratio of the radii along the short axis (33a) and the long axis (33b) is 2: 2.1 to 2: 5 range. The curvature of the lens section (33) can be determined based on the design values shown in the graph of FIG. For example, the cross section of the lens portion (33) has a curvature of 2.9 mm in the major axis (33b) direction and a curvature of 1.9 mm in the minor axis (33a) direction. The connection surface of each lens part (33) is 4.5 mm × 3.0 mm with respect to the major axis (33b) -minor axis (33a).
It is continuously connected with the side cut until. The minimum thickness of the lens body (15c) is 0.5 mm. General tolerance is ± 0.1, one main surface (15a) of outer lens (15)
And the other main surface (15b) is mirror-finished (5S level).

【0011】本発明のアウタレンズ(15)では、レンズ
本体(15c)の他方の主面(15b)から突出し且つ回路基
板(11)に装着される脚部(15d)が形成される。図7
〜図11に示すように、この実施形態では、脚部(15
d)はレンズ本体(15c)の両側に各2本、合計4本設け
られる。脚部(15d)の先端には爪部(15e)が形成さ
れ、爪部(15e)は回路基板(11)に形成された開口部
(61)に挿入され且つ開口部(61)の周壁(62)に係止
される。脚部(15d)の先端に形成された爪部(15e)を
回路基板(11)に形成された開口部(61)に挿入するこ
とにより、スナップ作用を利用してワンタッチでアウタ
レンズ(15)を回路基板(11)に取り付けることができ
る。また、図1及び図8に示すように、レンズ本体(15
c)の片側の脚部(15d)は湾曲形状に形成される。アウ
タレンズ(15)の取り付けに際しては、まず直線形状の
脚部(15d)を回路基板(11)の一方の開口部(61)に
挿入して爪部(15e)を開口部(61)の周壁(62)に係
止させ、この係止部分を支点として弧を描く要領で湾曲
形状の脚部(15d)を他方の開口部(61)に挿入するた
め、脚部(15d)に過剰な応力を加えることなく容易に
アウタレンズ(15)を回路基板(11)に取り付けること
ができる。回路基板(11)の開口部(61)は両側に各2
箇所、左右対称に形成され、レンズ本体(15c)を18
0度回転した状態でも回路基板(11)の開口部(61)に
装着できる。さらに、脚部(15d)の間に脚部(15d)と
同一の向きに突出する突起(15f)が設けられ、突起(1
5f)は回路基板(11)の孔部(63)に装着され、レンズ
本体(15c)を正確な位置に保持する。従って、回路基
板(11)の開口部(61)をアウタレンズ(15)の脚部
(15d)よりも大きく形成できるため、脚部(15d)を開
口部(61)へ無理なく容易に挿入できる。
In the outer lens (15) of the present invention, a leg (15d) projecting from the other main surface (15b) of the lens body (15c) and being mounted on the circuit board (11) is formed. FIG.
As shown in FIG. 11 to FIG. 11, in this embodiment, the legs (15
d), two lenses each on both sides of the lens body (15c), a total of four lenses are provided. A claw (15e) is formed at the tip of the leg (15d), and the claw (15e) is inserted into an opening (61) formed in the circuit board (11) and a peripheral wall ( Locked to 62). By inserting the claw (15e) formed at the tip of the leg (15d) into the opening (61) formed in the circuit board (11), the outer lens (15) can be snapped in one-touch using a snap action. It can be attached to the circuit board (11). Also, as shown in FIGS. 1 and 8, the lens body (15
The leg (15d) on one side of c) is formed in a curved shape. When mounting the outer lens (15), first insert the linear leg (15d) into one opening (61) of the circuit board (11) and insert the claw (15e) into the peripheral wall (61) of the opening (61). 62), and insert the curved leg (15d) into the other opening (61) in such a way as to draw an arc with this locked portion as a fulcrum, so that excessive stress is applied to the leg (15d). The outer lens (15) can be easily attached to the circuit board (11) without adding. Opening (61) of circuit board (11)
The left and right sides are formed symmetrically, and the lens body (15c) is
It can be mounted in the opening (61) of the circuit board (11) even when rotated by 0 degrees. Further, a projection (15f) projecting in the same direction as the leg (15d) is provided between the leg (15d), and the projection (1
5f) is attached to the hole (63) of the circuit board (11), and holds the lens body (15c) at an accurate position. Therefore, since the opening (61) of the circuit board (11) can be formed larger than the leg (15d) of the outer lens (15), the leg (15d) can be easily and easily inserted into the opening (61).

【0012】本実施形態のアウタレンズ(15)は、レン
ズ本体(15c)の他方の主面(15b)から突出する脚部
(15d)を回路基板(11)に装着できるため、外囲体が
不要で取り付け容易であり且つ半導体発光モジュールの
小型化・薄型化が可能となる。レンズ部(33)は非球面
のほぼ半エッグ表面を有し、短軸(33a)及び長軸(33
b)に沿う半径の大きさ比が2:2.1〜2:5の範囲で
あるため、正面光出力を大きく損なわずに且つ地上機の
矩形の通信エリアに要求された横長の指向特性を得るこ
とができる。また、レンズ本体(15c)の他方の主面(1
5b)に反射壁(13)を形成することにより発光効率の増
大が可能となる。
In the outer lens (15) of the present embodiment, the leg (15d) projecting from the other main surface (15b) of the lens body (15c) can be mounted on the circuit board (11), so that an outer enclosure is not required. Therefore, the semiconductor light emitting module can be easily mounted, and the size and thickness of the semiconductor light emitting module can be reduced. The lens section (33) has an aspherical surface of approximately a half egg, and has a short axis (33a) and a long axis (33).
Since the size ratio of the radius along b) is in the range of 2: 2.1 to 2: 5, the horizontally long directional characteristic required for the rectangular communication area of the ground unit can be obtained without significantly impairing the front light output. Obtainable. In addition, the other main surface (1
By forming the reflecting wall (13) in 5b), the luminous efficiency can be increased.

【0013】本発明の実施形態による作用効果を列挙す
れば、次の通りである (1) 外部リードを必要としないチップ型発光ダイオ
ードを用いるため、モジュール全体の小型化・薄型化が
可能となる。 (2) アウタレンズが取り付けられているので、チッ
プ型発光ダイオードから放射された光を外部に良好に取
り出すことができ、発光効率及び光指向性を高めること
ができる。 (3) アウタレンズは回路基板にはめ込み取り付けで
きるので、組立が容易なモジュールを実現できる。 (4) アウタレンズの一部から成る反射壁がチップ型
発光ダイオードの側面に配されるので、チップ型発光ダ
イオードの発光素子レンズから側方に放射された光をこ
の反射壁で上方に反射させ、アウタレンズから外部に取
り出せるので、この点でも発光効率の増大に有利であ
る。 (5) アウタレンズは回路基板へはめ込みによって取
り付けられ、且つアウタレンズの一部が反射壁を兼ねる
ので、取り付けが容易である。 (6) チップ型発光ダイオードの側面に配される反射
壁を有するので、発光効率の増大が図ることができる。
The effects of the embodiment of the present invention are as follows. (1) Since a chip type light emitting diode which does not require external leads is used, the whole module can be reduced in size and thickness. . (2) Since the outer lens is attached, the light emitted from the chip-type light emitting diode can be taken out to the outside, and the luminous efficiency and the light directivity can be improved. (3) Since the outer lens can be mounted on the circuit board and mounted, a module that can be easily assembled can be realized. (4) Since the reflecting wall composed of a part of the outer lens is arranged on the side surface of the chip type light emitting diode, the light radiated laterally from the light emitting element lens of the chip type light emitting diode is reflected upward by this reflecting wall, Since it can be taken out from the outer lens, it is advantageous in increasing the luminous efficiency also in this respect. (5) The outer lens is mounted on the circuit board by fitting, and a part of the outer lens doubles as a reflecting wall, so that the mounting is easy. (6) Since there is a reflecting wall disposed on the side surface of the chip-type light emitting diode, luminous efficiency can be increased.

【0014】[0014]

【実施例】回路基板(11)の一方の主面(11a)に図1
8の点線A部分に相当する発光回路部を形成し、他方の
主面(11b)に図18の点線B部分に相当するスイッチ
ング回路等の部分を形成する形態とすることにより、更
に小型化・高集積化が達成できる。図18において、
(41)はFET、(42)はトランジスタ、(43)はツェ
ナダイオード、(44)はコンデンサ、(45)は電解コン
デンサ、(46)はダイオード、(47)〜(49)は抵抗を
示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows one principal surface (11a) of a circuit board (11).
By forming a light emitting circuit portion corresponding to the dotted line A portion 8 in FIG. 8 and forming a portion such as a switching circuit corresponding to the dotted line B portion in FIG. 18 on the other main surface (11b), further miniaturization is achieved. High integration can be achieved. In FIG.
(41) indicates an FET, (42) indicates a transistor, (43) indicates a Zener diode, (44) indicates a capacitor, (45) indicates an electrolytic capacitor, (46) indicates a diode, and (47) to (49) indicate resistors.

【0015】[0015]

【発明の効果】前記の通り、本発明によれば、小型且つ
高輝度で、加えて最適な光指向性及び光出力の増大が達
成できる半導体発光モジュール用アウタレンズが得られ
る。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain an outer lens for a semiconductor light emitting module which is small in size and high in luminance, and which can achieve an optimum increase in light directivity and light output.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明による半導体発光モジュールの断面図FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor light emitting module according to the present invention.

【図2】 図1のA−A線断面図FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1;

【図3】 図1の底面図FIG. 3 is a bottom view of FIG. 1;

【図4】 図2のB−B線断面図FIG. 4 is a sectional view taken along line BB of FIG. 2;

【図5】 図1の半導体発光モジュールに適用される半
導体発光装置の断面図
FIG. 5 is a sectional view of a semiconductor light emitting device applied to the semiconductor light emitting module of FIG. 1;

【図6】 図5の平面図FIG. 6 is a plan view of FIG. 5;

【図7】 アウタレンズの平面図FIG. 7 is a plan view of an outer lens.

【図8】 アウタレンズの正面図FIG. 8 is a front view of the outer lens.

【図9】 アウタレンズの底面図FIG. 9 is a bottom view of the outer lens.

【図10】 アウタレンズの側面図FIG. 10 is a side view of the outer lens.

【図11】 図8のC−C線断面図FIG. 11 is a sectional view taken along line CC of FIG. 8;

【図12】 図7の部分拡大図FIG. 12 is a partially enlarged view of FIG. 7;

【図13】 図12のD−D線断面図13 is a sectional view taken along line DD of FIG.

【図14】 図12のE−E線断面図14 is a sectional view taken along line EE of FIG.

【図15】 図12のF−F線断面図FIG. 15 is a sectional view taken along line FF of FIG. 12;

【図16】 図12のG−G線断面図FIG. 16 is a sectional view taken along line GG of FIG. 12;

【図17】 レンズ部の曲率の設計値を示すグラフFIG. 17 is a graph showing a design value of a curvature of a lens unit.

【図18】 本発明の実施例を示す回路図FIG. 18 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

【図19】 VICSにおける双方向光通信を示す概念
FIG. 19 is a conceptual diagram showing bidirectional optical communication in VICS.

【図20】 従来の半導体発光モジュールの断面図FIG. 20 is a sectional view of a conventional semiconductor light emitting module.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(11)・・回路基板、 (12)・・発光ダイオード(半
導体発光装置)、 (13)・・反射壁、 (15)・・ア
ウタレンズ、 (15a)・・一方の主面、 (15b)・・
他方の主面、 (15c)・・レンズ本体、 (15d)・・
脚部、 (15e)・・爪部、 (15f)・・突起、 (3
3)・・レンズ部、 (33a)・・短軸、(33b)・・長
軸、 (61)・・開口部、 (62)・・周壁、 (63)
・・孔部、
(11) Circuit board (12) Light emitting diode (semiconductor light emitting device), (13) Reflective wall, (15) Outer lens, (15a) One main surface, (15b)・
The other main surface, (15c) ··· lens body, (15d) ···
Leg, (15e) ··· nail, (15f) · · · projection, (3
3) Lens part (33a) short axis, (33b) long axis, (61) opening, (62) peripheral wall, (63)
..Hole,

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−231117(JP,A) 特開 平6−104488(JP,A) 特開 平7−148972(JP,A) 実開 平7−7160(JP,U) 実開 昭62−92504(JP,U) 実開 平6−38268(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 33/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-7-231117 (JP, A) JP-A-6-104488 (JP, A) JP-A 7-148972 (JP, A) 7160 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 62-92504 (JP, U) Japanese Utility Model Application Hei 6-38268 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 33/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 透光性材料により板状に形成されたレン
ズ本体と、該レンズ本体に一体に形成され且つ前記レン
ズ本体の一方の主面から突出する外面を有する複数のレ
ンズ部と、前記レンズ本体の他方の主面から突出し且つ
複数の半導体発光装置を固着した回路基板に装着される
脚部とを備え、前記複数の半導体発光装置から照射され
る光の散乱を抑制する半導体発光モジュール用アウタレ
ンズにおいて、 前記脚部は前記レンズ本体の両側に設けられ、前記レン
ズ本体の片側の脚部は湾曲形状であることを特徴とする
半導体発光モジュール用アウタレンズ。
A lens body formed of a light-transmitting material in a plate shape; a plurality of lens portions integrally formed with the lens body and having an outer surface protruding from one main surface of the lens body; A leg portion protruding from the other main surface of the lens body and mounted on a circuit board to which the plurality of semiconductor light emitting devices are fixed, for suppressing the scattering of light emitted from the plurality of semiconductor light emitting devices. In the outer lens, the legs are provided on both sides of the lens body, and the legs on one side of the lens body have a curved shape.
【請求項2】 前記レンズ部は非球面のほぼ半エッグ表
面を有し、短軸及び長軸に沿う半径の大きさ比が2:
2.1〜2:5の範囲である請求項1に記載の半導体発
光モジュール用アウタレンズ。
2. The lens section has an aspherical surface and a substantially half-egg surface, and a ratio of radii along a short axis and a long axis is 2: 2.
2. The outer lens for a semiconductor light emitting module according to claim 1, wherein the ratio is in the range of 2.1 to 2: 5.
【請求項3】 前記レンズ本体の他方の主面に反射壁を
形成した請求項1又は2に記載の半導体発光モジュール
用アウタレンズ。
3. The outer lens for a semiconductor light emitting module according to claim 1, wherein a reflection wall is formed on the other main surface of the lens body.
【請求項4】 前記脚部の先端に形成された爪部は、前
記回路基板に形成された開口部に挿入され且つ該開口部
の周壁に係止される請求項1〜3のいずれか1項に記載
の半導体発光モジュール用アウタレンズ。
4. The claw portion formed at the tip of the leg portion is inserted into an opening formed in the circuit board and is locked on a peripheral wall of the opening. Item 10. An outer lens for a semiconductor light emitting module according to item 9.
【請求項5】 前記脚部の間に形成された突起は前記回
路基板の孔部に装着され、前記レンズ本体を正確な位置
に保持する請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体
発光モジュール用アウタレンズ。
5. The semiconductor according to claim 1, wherein a projection formed between the legs is mounted in a hole of the circuit board to hold the lens body at a correct position. Outer lens for light emitting module.
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