JP4330716B2 - Floodlight device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投光装置に関し、特に、VICS(道路交通情報通信システム)に用いられる車載用光ビーコン情報投光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の車載用光ビーコン情報投受光装置は、特開平10―38991号公報に記載されている。この投受光装置は複数のLED(発光ダイオード)とPD(フォトダイオード)とを同一回路基板上に設けて成る。このような車載用光ビーコン情報投受光装置に用いられる投光装置として、特開平8−272319号公報に記載のものが考案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上述の投光装置はVICS用光源としては優れているものの光出射効率の向上が望まれてきた。本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、光出射効率を向上可能な投光装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る投光装置は、光出射用開口を有するパッケージ本体と、光出射用開口内に配置された複数の発光素子と、光出射用開口を塞ぐようにパッケージ本体に取付けられた発光素子用レンズとを備える投光装置において、複数の発光素子はパッケージ本体の長手方向に沿って配列され、発光素子用レンズの外側表面は曲率中心が前記長手方向に平行な線分となるシリンドリカルレンズを構成し、発光素子用レンズの内側表面はシリンドリカルレンズ群を構成し、シリンドリカルレンズ群におけるそれぞれのレンズの曲率中心は、複数の発光素子のそれぞれの光出射方向延長線上に位置すると共に長手方向及び光出射方向の双方に直交する線分となり、シリンドリカルレンズの曲率半径は、前記シリンドリカルレンズ群におけるそれぞれのレンズの曲率半径よりも大きいことを特徴とする。
また、本発明に係る投光装置は、光出射用開口を有するパッケージ本体と、光出射用開口内に配置された複数の発光素子と、光出射用開口を塞ぐようにパッケージ本体に取付けられた発光素子用レンズとを備える投光装置において、複数の発光素子はパッケージ本体の長手方向に沿って配列され、発光素子用レンズの外側表面は曲率中心が長手方向に平行な線分となるシリンドリカルレンズを構成し、発光素子用レンズの内側表面は凸レンズ群を構成し、凸レンズ群におけるそれぞれのレンズの曲率中心は、複数の発光素子のそれぞれの光出射方向延長線上に位置し、シリンドリカルレンズの曲率半径は、凸レンズ群におけるそれぞれのレンズの曲率半径よりも大きいことを特徴とする。
また、パッケージ本体は、リードフレームの一方面側に光出射用開口を有するように樹脂成形されてなり、前記発光素子は発光ダイオードであって、前記リードフレーム上に取り付けられていることを特徴とする
【0006】
これらの投光装置においては、発光素子用レンズの内側表面及び外側表面によって発光素子からの光が効率的に集光される。
【0007】
シリンドリカルレンズの曲率半径は、シリンドリカルレンズ群におけるそれぞれのレンズの曲率半径よりも大きいことが好ましい。また、シリンドリカルレンズの曲率半径は、凸レンズ群におけるそれぞれのレンズの曲率半径よりも大きいことが好ましい。外側表面は内側表面よりも発光素子から遠いため、このシリンドリカルレンズの曲率半径を大きくしても所望の指向性を得ることができる。これにより、発光素子用レンズの厚みを減少させることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態に係る投光装置について説明する。同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【0009】
図1は投光装置主要部の平面図、図2は投光装置主要部の正面図、図3は投光装置主要部の右側面図である。
【0010】
本実施形態に係る投光装置は、剛性を有する板状導電体であるリードフレームの一方面側(上面側)に光出射用開口1opを有するように樹脂成形されてなるパッケージ本体Hと、第1開口1op内の当該リードフレーム上に取付けられた複数の赤外線発光素子LED1,LED2、LED3,LED4,LED5,LED6(発光ダイオード)と、第1開口1opを塞ぐようにパッケージ本体Hに取付けられた発光素子用レンズLとを備えている。
【0011】
パッケージ本体Hは開口1opを有するように樹脂成形されてなる。パッケージ本体Hを構成する樹脂材料としては、耐熱性樹脂であるPPS、液晶ポリマー、エポキシ樹脂などを用いる。
【0012】
各発光素子LED1〜LED6は、リードフレームのダイパッド部(1D〜6D)に符号を付す)にダイボンディングされる。発光素子用レンズLは、開口1opを塞ぐようにパッケージ本体Hに取付けられ、各ダイパッド部はパッケージ本体H外部に露出したアウターリード部1F〜6F,1B〜6Bに接続されている。
【0013】
発光素子LED1、LED2、LED3は直列に接続され、発光素子LED4、LED5、LED6は直列に接続され、それぞれの発光素子群はダイパッド部3D,4Dを共通電極として並列に接続されている。
【0014】
これらのアウターリード部とダイパッド部との間のリードフレームの領域はインナーリード部である。また、製造初期においてはアウターリード部の端部を接続する板状導電体からなる枠体を含めてリードフレームを構成しているが、これは各素子取り付け後に除去される。
【0015】
赤外線に対して透明な樹脂材料が開口1op内の底面上に被覆されており、例えば、これはシリコーン樹脂等の耐熱性、可撓性、耐薬品性樹脂からなる。発光素子LEDからの出射光はレンズLを介して所定の指向性を有するように集光され略平行光となるが、レンズLと開口1op内との屈折率差は、比較的大きな方が好ましいため、開口1op内部においては、この樹脂材料とレンズLとの間に屈折率の小さい空気が介在するように、樹脂材料RSN2を設ける。これは被覆であれば良く、充填に至る必要はない。
【0016】
発光素子の設けられるダイパッド部について詳説する。各発光素子LED1,LED2、LED3,LED4,LED5,LED6のダイパッド部の機能的構造は同一であるので、ここでは発光素子LED1についてのみ説明する。
【0017】
図19は、発光ダイオードLED1近傍部の縦断面図である。発光ダイオードLED1はダイパッド部1Dに設けられた凹部内中央に取付けられている。この凹部は、凹部周辺領域を構成する平坦部FLTに平行な面を有する円形底面RF1と、底面RF1の外周と平坦部FLTとの間を接続する円錐面から構成される内側面RF2を有し、すり鉢形状を構成している。内側面RF2は、底面RF1に垂直な断面においても外側に湾曲していてもよく、この場合、凹部はカップ形状を構成する。例えば、当該カップ形状は、外形1.3mm、内径0.61mm、深さ0.3mmに設定し、各凹部間の距離は2.9mmに設定する。
これらの底面RF1及び内側面RF2は反射鏡を構成し、側面側に漏れる発光素子からの光を表面方向に反射する。すなわち、リードフレームは銅を含む材料から構成されるが、この表面には反射率の高い材料であるAu、Pd、AlやAg等の金属メッキが施されている。
【0018】
次に、レンズLについて説明する。
【0019】
図4はレンズLの平面図、図5はレンズLの正面図、図6はレンズLの右側面図である。レンズLは、パッケージ本体Hの外側に位置する外側表面Lo及び内側に位置する内側表面Liを有している。外側表面Loは、曲率中心がパッケージ本体Hの長手方向(幅方向)に一致する線分を構成する半円筒形のレンズ(シリンドリカルレンズ)を構成している。パッケージ本体Hの長手方向は、発光素子LED1〜LED6の配列方向に一致する。内側表面Liは、前記長手方向及び開口1opの深さ方向(発光素子の光出射方向)の双方に垂直な方向(前後方向)に一致し、この長手方向に配列した複数の線分を、それぞれの曲率中心とする複数のシリンドリカルレンズLi1〜Li6からなるシリンドリカルレンズ群を構成している。
【0020】
発光素子LED1〜LED6からのそれぞれの出射光は、シリンドリカルレンズLi及びLoによって、それぞれ幅方向及び前後方向に集光される。投光ユニット1から出射される光の幅方向の指向性は±20°、前後方向の指向性は±10°に設定される。なお、本ユニット1が車両に搭載される場合には、光出射方向が水平面から角度α(45°)だけ傾くようにされるため、前後方向の指向性は水平面からの角度αを基準光線とする仰角として設定される。
【0021】
なお、外面側シリンドリカルレンズLoの表面とリードフレームの平坦部FLTとの間の最大離隔距離は、例えば4.5mm、シリンドリカルレンズLoの曲率半径は3.1mmに設定する。内面側シリンドリカルレンズLiの表面とリードフレームの平坦部FLTとの間の最短距離は、例えば1.3mm、シリンドリカルレンズLiの曲率半径は3mmに設定する。
【0022】
なお、上記シリンドリカルレンズ群は、後述するように非球面又は球面レンズ等の凸レンズ群であってもよい。
【0023】
レンズLの両端部には、厚み方向に沿って突出した係合部LFL,LFRが一体成形されており、これがパッケージ本体Hにおける長手方向両端の側面に当接し、レンズLのパッケージ本体Hに対する長手方向位置決め及び長手方向相対移動の規制を行う。この係合部LFL,LFRには長手方向に沿って延びる貫通孔LTHが設けられており、パッケージ本体Hの前記側面から長手方向に突出した突出部HFL,HFR(図2参照)が、当該貫通孔LTH内に嵌まり込み、レンズLのパッケージ本体Hに対する前後方向位置決め及び前後方向相対移動の規制を行う。係合部LFL,LFRは、貫通孔LTHに代えて、深さ方向に沿って延びるスリット、又は内側から外側に向けて延びる凹部を有することとしてもよい。
【0024】
以上、説明したように、本投光装置は、光出射用開口1opを有するパッケージ本体Hと、光出射用開口1op内に配置された複数の発光素子LED1〜LED6と、光出射用開口1opを塞ぐようにパッケージ本体Hに取付けられた発光素子用レンズLとを備える投光装置において、複数の発光素子LED1〜LED6はパッケージ本体の長手方向に沿って配列され、発光素子用レンズLの外側表面Loは曲率中心が前記長手方向に平行な線分となるシリンドリカルレンズを構成し、発光素子用レンズLの内側表面Liはシリンドリカルレンズ群Li1〜Li6を構成し、シリンドリカルレンズ群Li1〜Li6におけるそれぞれのレンズの曲率中心は、複数の発光素子LED1〜LED6のそれぞれの光出射方向延長線上に位置すると共に前記長手方向及び光出射方向の双方に直交する線分となる。
【0025】
この投光装置1Uにおいては、発光素子用レンズLの内側表面Li及び外側表面Loによって発光素子LEDからの光が効率的に集光され、これを容易にVICS用の投光装置として機能させることができる。
【0026】
シリンドリカルレンズLoの曲率半径は、シリンドリカルレンズ群Li1〜Li6におけるそれぞれのレンズの曲率半径よりも大きい。外側表面Loは内側表面Liよりも発光素子から遠いため、このシリンドリカルレンズの曲率半径を大きくしても所望の指向性を得ることができる。これにより、発光素子用レンズの厚みを減少させることができる。
【0027】
なお、本投光装置1Uは、受光装置と共に一体化してもよい。
【0028】
図7はこのような投受光装置主要部の平面図、図8は投受光装置主要部の正面図、図9は投受光装置主要部の右側面図である。
【0029】
本投受光装置は、前述の本投光装置1Uに隣接して配置される受光素子(Siホトダイオード)PDを備えている点が上記と異なる。受光素子PDは、パッケージ本体の上記開口1opに隣接して形成された開口2op内に配置されたダイパッド部D11上に固定されており、この出力は受光素子PDに逆バイアスを与えるアウターリード部10B,11Bを介して取出される。開口2op内にはシリコーン樹脂等の透明樹脂材料が充填される。なお、この変形に伴って、レンズ部の発光素子側係合部の形状を変更する。また、開口1op,2op間には隔壁IWが設けられる。
【0030】
図10は本実施形態のレンズLの平面図、図11はレンズLの正面図、図12はレンズLの右側面図である。
【0031】
レンズLの受光素子PD側の端部には、長手方向に沿って突出した係合部LFRが前述実施形態の右側係合部LFRの代わりに一体成形で設けられており、これがパッケージ本体Hの隔壁IW上に設けられた縦断面コの字型の係合部HFR内に嵌まり込み(図8参照)、レンズLのパッケージ本体Hに対する長手方向位置決め及び長手方向相対移動(受光素子PD側移動)の規制を行う。
【0032】
なお、レンズ形状は変形することができる。
【0033】
図13は、このような投光装置主要部の平面図、図14は投光装置主要部の正面図、図15は投光装置主要部の右側面図、図16は本実施形態のレンズLの平面図、図17はレンズLの正面図、図18はレンズLの右側面図である。本形態に係る投光装置は、レンズLの内側表面Liの形状のみが異なり、他は図1から図6に示したものと同一である。
【0034】
本装置においては、発光素子用レンズLの内側表面Liが凸レンズ群Li1〜Li6を構成し、凸レンズ群Li1〜Li6におけるそれぞれのレンズの曲率中心は、複数の発光素子LED1〜LED6のそれぞれの光出射方向延長線上に位置する。投光装置においても、発光素子用レンズLの内側表面Li及び外側表面Loによって発光素子LEDからの光が効率的に集光され、これを容易にVICS用の投光装置として機能させることができる。
【0035】
なお、凸レンズLi1〜Li6は、球面レンズであるが、非球面レンズであってもよい。また、シリンドリカルレンズLoの曲率半径は、凸レンズ群Li1〜Li6におけるそれぞれのレンズの曲率半径よりも大きく、上記と同様に発光素子用レンズLの厚みを減少させることができる。
【0036】
図7に示した投受光装置の変形例として、受光素子PD上にもレンズを配置することとしてもよい。
【0037】
図20は、このような投受光装置主要部の斜視図、図21は投光装置主要部の平面図、図22は投光装置主要部の正面図、図23は投光装置主要部の右側面図である。
【0038】
発光素子用レンズLには、受光素子用レンズL’が一体的に成形して設けられており、受光素子用レンズL’は開口2opを塞いでいる。レンズL’の右端側には、図2に示したレンズLの右端側と同一構造の係合部LFR’,HFR’及び貫通孔LTHが設けられており、レンズの固定及び位置決めを行っている。
【0039】
レンズL’の外側表面Lo’は、曲率中心が前記長手方向(発光素子配列方向)に平行な線分となるシリンドリカルレンズを構成する。レンズL’の内側表面Lo’は、受光素子PDの受光面に平行であって平坦である。
【0040】
受光素子側シリンドリカルレンズLo’の曲率半径は、発光素子側シリンドリカルレンズLoの曲率半径よりも大きい。受光素子PDの受光面の面積は、受光素子用開口2opの深さ方向に垂直な断面積よりも小さい。受光素子PDへの入射光は、レンズL’によって長手方向及び深さ方向の双方に垂直な方向(前後方向)に集光されるので、受光素子PD内へ入射する光の光量を増加させることができる。なお、レンズL’の設置に伴って、開口2op内に充填されていた透明樹脂材料の厚みは薄くされる。
【0041】
発光素子用レンズLと受光素子用レンズL’とは一体的に成形されているが、これらの境界部は隔壁IW上に位置し、境界部におけるレンズの内面は厚み方向に立設する隔壁IWの上端部に嵌まるように凹溝を形成している。
【0042】
発光素子LEDから出射された光は、図19に示した凹面反射鏡RF2による反射及び隔壁IWによる遮蔽によって、その横方向進行が抑制されている。すなわち、発光素子LEDからの出射光は、横方向延長線上に配置された受光素子PDには入射しにくい。本例では、一体成形されたレンズL,L’間に上記境界部を備えるので、レンズを介在した横方向への光伝達効率が低下し、発光素子LED及び受光素子PD間の光リンクを更に抑制することができる。
【0043】
【発明の効果】
以上、説明したように、本装置においては、発光素子からの光が効率的に集光される。
【図面の簡単な説明】
【図1】投光装置主要部の平面図。
【図2】投光装置主要部の正面図。
【図3】投光装置主要部の右側面図。
【図4】レンズLの平面図。
【図5】レンズLの正面図。
【図6】レンズLの右側面図。
【図7】投受光装置主要部の平面図。
【図8】投受光装置主要部の正面図。
【図9】投受光装置主要部の右側面図。
【図10】別のレンズLの平面図。
【図11】別のレンズLの正面図。
【図12】別のレンズLの右側面図で。
【図13】別の形態に係る投光装置主要部の平面図。
【図14】別の形態に係る投光装置主要部の正面図.
【図15】別の形態に係る投光装置主要部の右側面図。
【図16】図13の装置におけるレンズLの平面図。
【図17】図13の装置におけるレンズLの正面図。
【図18】図13の装置におけるレンズLの右側面図。
【図19】発光ダイオードLED1近傍部の縦断面図。
【図20】投受光装置主要部の斜視図。
【図21】投光装置主要部の平面図。
【図22】投光装置主要部の正面図。
【図23】投光装置主要部の右側面図。
【符号の説明】
LED…発光素子、PD…受光素子、L…レンズ、Li…内側表面、Lo…外側表面、H…パッケージ本体。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light projecting device, and more particularly to an in-vehicle optical beacon information light projecting device used for VICS (road traffic information communication system).
[0002]
[Prior art]
A conventional in-vehicle optical beacon information projector / receiver is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-38991. This light projecting / receiving device is formed by providing a plurality of LEDs (light emitting diodes) and PD (photodiodes) on the same circuit board. As a light projecting device used in such an in-vehicle optical beacon information projecting / receiving device, the one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-272319 has been devised.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Although the above projector is excellent as a light source for VICS, it has been desired to improve the light emission efficiency. The present invention has been made in view of such a problem, and an object thereof is to provide a light projecting device capable of improving the light emission efficiency.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a light projecting device according to the present invention includes a package body having a light emitting opening, a plurality of light emitting elements disposed in the light emitting opening, and a package so as to close the light emitting opening. In a light projecting device comprising a light emitting element lens attached to a main body, the plurality of light emitting elements are arranged along the longitudinal direction of the package main body, and the center of curvature of the outer surface of the light emitting element lens is parallel to the longitudinal direction. A cylindrical lens is formed as a line segment, and the inner surface of the light emitting element lens forms a cylindrical lens group, and the center of curvature of each lens in the cylindrical lens group is on an extension line of each light emitting direction of the plurality of light emitting elements. becomes the line segment which is perpendicular to both the longitudinal direction and the light emitting direction while the position, the radius of curvature of the cylindrical lens, the Shirindorikarure It is larger than the radius of curvature of each lens in's group.
Further, the light projecting device according to the present invention is attached to the package body so as to close the package body having the light emitting opening, the plurality of light emitting elements disposed in the light emitting opening, and the light emitting opening. A light emitting device including a lens for a light emitting element, wherein the plurality of light emitting elements are arranged along a longitudinal direction of the package body, and the outer surface of the lens for the light emitting element is a cylindrical lens whose center of curvature is a line segment parallel to the longitudinal direction. The inner surface of the light emitting element lens constitutes a convex lens group, and the center of curvature of each lens in the convex lens group is located on the extension line of each light emitting direction of the plurality of light emitting elements, and the radius of curvature of the cylindrical lens Is larger than the radius of curvature of each lens in the convex lens group.
Further, the package body is resin-molded so as to have a light emitting opening on one side of the lead frame, and the light emitting element is a light emitting diode and is mounted on the lead frame. To do .
[0006]
In these light projecting devices, the light from the light emitting element is efficiently condensed by the inner surface and the outer surface of the light emitting element lens.
[0007]
The radius of curvature of the cylindrical lens is preferably larger than the radius of curvature of each lens in the cylindrical lens group. Moreover, it is preferable that the curvature radius of a cylindrical lens is larger than the curvature radius of each lens in a convex lens group. Since the outer surface is farther from the light emitting element than the inner surface, the desired directivity can be obtained even if the curvature radius of the cylindrical lens is increased. Thereby, the thickness of the lens for light emitting elements can be reduced.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a light projection device according to an embodiment of the invention will be described. The same reference numerals are used for the same elements or elements having the same function, and redundant description is omitted.
[0009]
1 is a plan view of the main part of the light projecting device, FIG. 2 is a front view of the main part of the light projecting device, and FIG. 3 is a right side view of the main part of the light projecting device.
[0010]
The light projecting device according to the present embodiment includes a package body H formed by resin molding so as to have a light emitting opening 1op on one surface side (upper surface side) of a lead frame that is a rigid plate-like conductor, A plurality of infrared light emitting elements LED1, LED2, LED3, LED4, LED5, and LED6 (light emitting diodes) mounted on the lead frame in one opening 1op, and mounted on the package body H so as to close the first opening 1op And a light emitting element lens L.
[0011]
The package body H is formed by resin molding so as to have an opening 1op. As a resin material constituting the package body H, PPS, a liquid crystal polymer, an epoxy resin, or the like which is a heat resistant resin is used.
[0012]
Each of the light emitting elements LED1 to LED6 is die-bonded to a die pad portion (1D to 6D) of the lead frame. The light emitting element lens L is attached to the package main body H so as to close the opening 1op, and each die pad portion is connected to the outer lead portions 1F to 6F and 1B to 6B exposed to the outside of the package main body H.
[0013]
The light emitting elements LED1, LED2, and LED3 are connected in series, the light emitting elements LED4, LED5, and LED6 are connected in series, and each light emitting element group is connected in parallel with the die pad portions 3D and 4D as common electrodes.
[0014]
The area of the lead frame between the outer lead portion and the die pad portion is an inner lead portion. In addition, in the initial stage of manufacture, the lead frame is configured to include a frame made of a plate-like conductor that connects the end portions of the outer lead portion, but this is removed after each element is attached.
[0015]
A resin material that is transparent to infrared rays is coated on the bottom surface in the opening 1op. For example, this is made of a heat-resistant, flexible, or chemical-resistant resin such as a silicone resin. The light emitted from the light emitting element LED is condensed through the lens L so as to have a predetermined directivity and becomes substantially parallel light. However, it is preferable that the difference in refractive index between the lens L and the opening 1op is relatively large. Therefore, in the opening 1op, the resin material RSN2 is provided so that air having a small refractive index is interposed between the resin material and the lens L. This may be a coating and does not need to be filled.
[0016]
The die pad portion provided with the light emitting element will be described in detail. Since the functional structures of the die pad portions of the light emitting elements LED1, LED2, LED3, LED4, LED5, and LED6 are the same, only the light emitting element LED1 will be described here.
[0017]
FIG. 19 is a longitudinal sectional view of the vicinity of the light emitting diode LED1. The light emitting diode LED1 is attached to the center in the recess provided in the die pad portion 1D. The concave portion has a circular bottom surface RF1 having a surface parallel to the flat portion FLT constituting the peripheral region of the concave portion, and an inner side surface RF2 constituted by a conical surface connecting the outer periphery of the bottom surface RF1 and the flat portion FLT. It constitutes a mortar shape. The inner side surface RF2 may be curved outward even in a cross section perpendicular to the bottom surface RF1, and in this case, the recess constitutes a cup shape. For example, the cup shape is set to an outer diameter of 1.3 mm, an inner diameter of 0.61 mm, and a depth of 0.3 mm, and the distance between the recesses is set to 2.9 mm.
These bottom face RF1 and inner side face RF2 constitute a reflecting mirror, and reflect light from the light emitting element leaking to the side face in the surface direction. In other words, the lead frame is made of a material containing copper, but the surface is plated with a metal such as Au, Pd, Al, or Ag which is a highly reflective material.
[0018]
Next, the lens L will be described.
[0019]
4 is a plan view of the lens L, FIG. 5 is a front view of the lens L, and FIG. 6 is a right side view of the lens L. The lens L has an outer surface Lo located outside the package body H and an inner surface Li located inside. The outer surface Lo constitutes a semi-cylindrical lens (cylindrical lens) constituting a line segment whose center of curvature coincides with the longitudinal direction (width direction) of the package body H. The longitudinal direction of the package body H coincides with the arrangement direction of the light emitting elements LED1 to LED6. The inner surface Li corresponds to a direction (front-rear direction) perpendicular to both the longitudinal direction and the depth direction of the opening 1op (light emitting direction of the light emitting element), and a plurality of line segments arranged in the longitudinal direction are respectively A cylindrical lens group including a plurality of cylindrical lenses Li <b> 1 to Li <b> 6 having a center of curvature is configured.
[0020]
Light emitted from each of the light emitting elements LED1 to LED6 is condensed in the width direction and the front-rear direction by the cylindrical lenses Li and Lo, respectively. The directivity in the width direction of the light emitted from the light projecting unit 1 is set to ± 20 °, and the directivity in the front-rear direction is set to ± 10 °. When the unit 1 is mounted on a vehicle, the light emission direction is inclined by an angle α (45 °) with respect to the horizontal plane. Therefore, the directivity in the front-rear direction is determined by using the angle α from the horizontal plane as a reference ray. Is set as the elevation angle.
[0021]
The maximum separation distance between the surface of the outer cylindrical lens Lo and the flat portion FLT of the lead frame is set to 4.5 mm, for example, and the radius of curvature of the cylindrical lens Lo is set to 3.1 mm. The shortest distance between the surface of the inner surface side cylindrical lens Li and the flat portion FLT of the lead frame is set to 1.3 mm, for example, and the radius of curvature of the cylindrical lens Li is set to 3 mm.
[0022]
The cylindrical lens group may be a convex lens group such as an aspherical surface or a spherical lens, as will be described later.
[0023]
Engagement portions LFL and LFR projecting along the thickness direction are integrally formed at both ends of the lens L. These contact with the side surfaces at both ends in the longitudinal direction of the package body H, and the longitudinal direction of the lens L with respect to the package body H Restricts directional positioning and longitudinal relative movement. The engaging portions LFL, LFR are provided with through holes LTH extending along the longitudinal direction, and the projecting portions HFL, HFR (see FIG. 2) projecting in the longitudinal direction from the side surface of the package body H pass through the through holes LTH. The lens is fitted into the hole LTH, and the positioning of the lens L with respect to the package body H in the front-rear direction and the relative movement in the front-rear direction are restricted. The engaging portions LFL and LFR may have a slit extending along the depth direction, or a recess extending from the inside toward the outside, instead of the through hole LTH.
[0024]
As described above, the light projecting device includes the package body H having the light emitting opening 1op, the plurality of light emitting elements LED1 to LED6 arranged in the light emitting opening 1op, and the light emitting opening 1op. In the light projecting device including the light emitting element lens L attached to the package body H so as to be closed, the plurality of light emitting elements LED1 to LED6 are arranged along the longitudinal direction of the package body, and the outer surface of the light emitting element lens L Lo constitutes a cylindrical lens in which the center of curvature is a line segment parallel to the longitudinal direction, and the inner surface Li of the light emitting element lens L constitutes the cylindrical lens groups Li1 to Li6, and each of the cylindrical lens groups Li1 to Li6. The center of curvature of the lens is located on the extension line of the light emitting direction of each of the plurality of light emitting elements LED1 to LED6. A line segment which is perpendicular to both the longitudinal direction and the light emitting direction.
[0025]
In this light projecting device 1U, the light from the light emitting element LED is efficiently condensed by the inner surface Li and the outer surface Lo of the light emitting element lens L, and this can easily function as a light projecting device for VICS. Can do.
[0026]
The curvature radius of the cylindrical lens Lo is larger than the curvature radius of each lens in the cylindrical lens groups Li1 to Li6. Since the outer surface Lo is farther from the light emitting element than the inner surface Li, the desired directivity can be obtained even if the radius of curvature of the cylindrical lens is increased. Thereby, the thickness of the lens for light emitting elements can be reduced.
[0027]
The light projecting device 1U may be integrated with the light receiving device.
[0028]
7 is a plan view of the main part of such a light projecting / receiving apparatus, FIG. 8 is a front view of the main part of the light projecting / receiving apparatus, and FIG. 9 is a right side view of the main part of the light projecting / receiving apparatus.
[0029]
The present light projecting / receiving device is different from the above in that the light projecting / receiving device includes a light receiving element (Si photodiode) PD arranged adjacent to the above-described present light projecting device 1U. The light receiving element PD is fixed on a die pad portion D11 disposed in an opening 2op formed adjacent to the opening 1op of the package body, and the output is an outer lead portion 10B that applies a reverse bias to the light receiving element PD. , 11B. The opening 2op is filled with a transparent resin material such as silicone resin. In addition, the shape of the light emitting element side engaging part of a lens part is changed with this deformation | transformation. A partition IW is provided between the openings 1op and 2op.
[0030]
10 is a plan view of the lens L of the present embodiment, FIG. 11 is a front view of the lens L, and FIG. 12 is a right side view of the lens L.
[0031]
At the end of the lens L on the light receiving element PD side, an engaging portion LFR protruding along the longitudinal direction is integrally formed instead of the right engaging portion LFR of the above-described embodiment. It fits into a U-shaped engaging portion HFR provided on the partition wall IW (see FIG. 8), and the lens L is positioned relative to the package body H in the longitudinal direction and moved in the longitudinal direction (moving on the light receiving element PD side). ).
[0032]
The lens shape can be changed.
[0033]
FIG. 13 is a plan view of such a main part of the projector, FIG. 14 is a front view of the main part of the projector, FIG. 15 is a right side view of the main part of the projector, and FIG. 17 is a front view of the lens L, and FIG. 18 is a right side view of the lens L. The light projecting device according to the present embodiment is the same as that shown in FIGS. 1 to 6 except for the shape of the inner surface Li of the lens L.
[0034]
In this apparatus, the inner surface Li of the light emitting element lens L constitutes the convex lens groups Li1 to Li6, and the center of curvature of each lens in the convex lens groups Li1 to Li6 is the light emission of each of the plurality of light emitting elements LED1 to LED6. Located on the direction extension line. Also in the light projecting device, the light from the light emitting element LED is efficiently condensed by the inner surface Li and the outer surface Lo of the light emitting element lens L, and this can easily function as a light projecting device for VICS. .
[0035]
The convex lenses Li1 to Li6 are spherical lenses, but may be aspherical lenses. Further, the radius of curvature of the cylindrical lens Lo is larger than the radius of curvature of each lens in the convex lens groups Li1 to Li6, and the thickness of the light emitting element lens L can be reduced in the same manner as described above.
[0036]
As a modification of the light projecting and receiving device shown in FIG. 7, a lens may be arranged also on the light receiving element PD.
[0037]
20 is a perspective view of the main part of such a light projecting / receiving apparatus, FIG. 21 is a plan view of the main part of the light projecting apparatus, FIG. 22 is a front view of the main part of the light projecting apparatus, and FIG. FIG.
[0038]
A light receiving element lens L ′ is integrally formed on the light emitting element lens L, and the light receiving element lens L ′ closes the opening 2op. On the right end side of the lens L ′, engaging portions LFR ′ and HFR ′ and a through hole LTH having the same structure as that of the right end side of the lens L shown in FIG. 2 are provided to fix and position the lens. Yes.
[0039]
The outer surface Lo ′ of the lens L ′ constitutes a cylindrical lens in which the center of curvature is a line segment parallel to the longitudinal direction (light emitting element arrangement direction). The inner surface Lo ′ of the lens L ′ is parallel to the light receiving surface of the light receiving element PD and is flat.
[0040]
The radius of curvature of the light receiving element side cylindrical lens Lo ′ is larger than the radius of curvature of the light emitting element side cylindrical lens Lo. The area of the light receiving surface of the light receiving element PD is smaller than the cross-sectional area perpendicular to the depth direction of the light receiving element opening 2op. Incident light to the light receiving element PD is condensed by the lens L ′ in a direction (front-rear direction) perpendicular to both the longitudinal direction and the depth direction, so that the amount of light incident into the light receiving element PD is increased. Can do. As the lens L ′ is installed, the thickness of the transparent resin material filled in the opening 2op is reduced.
[0041]
The light-emitting element lens L and the light-receiving element lens L ′ are integrally formed, but their boundary portion is located on the partition wall IW, and the inner surface of the lens at the boundary portion is erected in the thickness direction. A concave groove is formed so as to be fitted to the upper end portion.
[0042]
The light emitted from the light emitting element LED is inhibited from traveling in the lateral direction by reflection by the concave reflecting mirror RF2 and shielding by the partition wall IW shown in FIG. That is, the emitted light from the light emitting element LED is difficult to enter the light receiving element PD disposed on the lateral extension line. In this example, since the boundary portion is provided between the integrally formed lenses L and L ′, the light transmission efficiency in the lateral direction through the lens is reduced, and the optical link between the light emitting element LED and the light receiving element PD is further increased. Can be suppressed.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, in this apparatus, light from the light emitting element is efficiently collected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a main part of a light projecting device.
FIG. 2 is a front view of a main part of a light projecting device.
FIG. 3 is a right side view of a main part of the light projecting device.
4 is a plan view of a lens L. FIG.
5 is a front view of a lens L. FIG.
6 is a right side view of a lens L. FIG.
FIG. 7 is a plan view of a main part of the light projecting / receiving device.
FIG. 8 is a front view of a main part of the light projecting / receiving device.
FIG. 9 is a right side view of a main part of the light projecting / receiving device.
10 is a plan view of another lens L. FIG.
11 is a front view of another lens L. FIG.
12 is a right side view of another lens L. FIG.
FIG. 13 is a plan view of a main part of a light projecting device according to another embodiment.
FIG. 14 is a front view of a main part of a light projecting device according to another embodiment.
FIG. 15 is a right side view of a main part of a light projecting device according to another embodiment.
16 is a plan view of a lens L in the apparatus of FIG.
17 is a front view of a lens L in the apparatus of FIG.
18 is a right side view of the lens L in the apparatus of FIG.
FIG. 19 is a longitudinal sectional view of the vicinity of the light emitting diode LED1.
FIG. 20 is a perspective view of a main part of the light projecting / receiving device.
FIG. 21 is a plan view of a main part of the light projecting device.
FIG. 22 is a front view of a main part of the light projecting device.
FIG. 23 is a right side view of the main part of the light projecting device.
[Explanation of symbols]
LED ... light emitting element, PD ... light receiving element, L ... lens, Li ... inner surface, Lo ... outer surface, H ... package body.

Claims (3)

光出射用開口を有するパッケージ本体と、前記光出射用開口内に配置された複数の発光素子と、前記光出射用開口を塞ぐように前記パッケージ本体に取付けられた発光素子用レンズとを備える投光装置において、
前記複数の発光素子は前記パッケージ本体の長手方向に沿って配列され、
前記発光素子用レンズの外側表面は曲率中心が前記長手方向に平行な線分となるシリンドリカルレンズを構成し、
前記発光素子用レンズの内側表面はシリンドリカルレンズ群を構成し、
前記シリンドリカルレンズ群におけるそれぞれのレンズの曲率中心は、前記複数の発光素子のそれぞれの光出射方向延長線上に位置すると共に前記長手方向及び前記光出射方向の双方に直交する線分となり、
前記シリンドリカルレンズの曲率半径は、前記シリンドリカルレンズ群におけるそれぞれのレンズの曲率半径よりも大きいことを特徴とする投光装置。
A projection main body having a light emitting opening, a plurality of light emitting elements disposed in the light emitting opening, and a light emitting element lens attached to the package main body so as to close the light emitting opening. In the optical device,
The plurality of light emitting elements are arranged along a longitudinal direction of the package body,
The outer surface of the lens for light emitting element constitutes a cylindrical lens whose center of curvature is a line segment parallel to the longitudinal direction,
The inner surface of the light emitting element lens constitutes a cylindrical lens group,
The center of curvature of each lens in the cylindrical lens group is located on the extension line of each light emission direction of the plurality of light emitting elements and is a line segment orthogonal to both the longitudinal direction and the light emission direction ,
The light projection device according to claim 1, wherein a curvature radius of the cylindrical lens is larger than a curvature radius of each lens in the cylindrical lens group .
光出射用開口を有するパッケージ本体と、前記光出射用開口内に配置された複数の発光素子と、前記光出射用開口を塞ぐように前記パッケージ本体に取付けられた発光素子用レンズとを備える投光装置において、
前記複数の発光素子は前記パッケージ本体の長手方向に沿って配列され、
前記発光素子用レンズの外側表面は曲率中心が前記長手方向に平行な線分となるシリンドリカルレンズを構成し、
前記発光素子用レンズの内側表面は凸レンズ群を構成し、前記凸レンズ群におけるそれぞれのレンズの曲率中心は、前記複数の発光素子のそれぞれの光出射方向延長線上に位置し、
前記シリンドリカルレンズの曲率半径は、前記凸レンズ群におけるそれぞれのレンズの曲率半径よりも大きいことを特徴とする投光装置。
A projection main body having a light emitting opening, a plurality of light emitting elements disposed in the light emitting opening, and a light emitting element lens attached to the package main body so as to close the light emitting opening. In the optical device,
The plurality of light emitting elements are arranged along a longitudinal direction of the package body,
The outer surface of the lens for light emitting element constitutes a cylindrical lens whose center of curvature is a line segment parallel to the longitudinal direction,
The inner surface of the lens for the light emitting element constitutes a convex lens group, and the center of curvature of each lens in the convex lens group is located on each light emission direction extension line of the plurality of light emitting elements ,
The light projection device according to claim 1, wherein a curvature radius of the cylindrical lens is larger than a curvature radius of each lens in the convex lens group .
前記パッケージ本体は、リードフレームの一方面側に前記光出射用開口を有するように樹脂成形されてなり、前記発光素子は発光ダイオードであって、前記リードフレーム上に取り付けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の投光装置。The package body is resin-molded so as to have the light emitting opening on one side of a lead frame, and the light emitting element is a light emitting diode, and is mounted on the lead frame. The light projecting device according to claim 1 or 2.
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