JP4816707B2 - 発光器及び自動車のバックライト - Google Patents

Description

本発明は、面状に光を放射する光源を用いることにより、薄型・高効率で円形以外の矩形等の異形状にも対応することができ、傾斜箇所にも設置することができる発光器、およびかかる発光器を用いて自動車のテールライトやブレーキライト等に適用される灯具に関するものである。

なお、本明細書中においては、ＬＥＤチップそのものは「発光素子」と呼び、ＬＥＤチップを搭載したパッケージ樹脂またはレンズ系等の光学装置を含む全体を「発光ダイオード」または「ＬＥＤ」と呼ぶこととする。

ＬＥＤは光源として用いた場合、白熱電球のようにフィルターロスがなく、また発熱はあるものの高温になる箇所はなく、薄型化を図ることができる。しかし、従来のフレネルレンズ併用方式の発光器においては、以下のような問題点があった。

従来の発光器について、図４１および図４２を参照して説明する。図４１は、従来の発光器の構造を示す縦断面図である。図４２は従来の発光器を自動車のバックライトに応用した例を示す横断面図である。

図４１に示されるように、この発光器５０は、凸レンズ形の放射面をモールドされたＳＭＤ（表面実装デバイス）型のＬＥＤ５１、フレネルレンズ５２を備えている。そして、ＬＥＤ５１から発せられる光は、凸レンズ形の放射面によってある程度集光されてフレネルレンズ５２に至り、フレネルレンズ５２で配光制御されて平行光として前方へ放射される。

しかし、フレネルレンズ５２と光源の距離の制約により図に示されるように発光器５０として厚いものとなってしまい、また横方向にレンズ制御できない光が放射される。

また、図４２に示されるように、自動車のバックライト５３のように前後方向に傾斜（Ｒ）５４のある箇所に、ＬＥＤ５５、フレネルレンズ５６を設置する場合、厚みがさらに目立ち、大きなスペースをとるという問題点があった。

さらに、発光器５０の基本形状は円形であり、矩形等の異形状に対応するには発光器５０をその形状にカットしなければならず、光取り出し効率はさらに低下するという問題点があった。

このような構成の大型化を解消するものとして、例えば、特許文献１に示されるものがある。

国際公開第９９／０９３４９号パンフレット（図２および図４）

図４３は、特許文献１に示される発光器を示し、（ａ）は光源を中心とする縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＫ−Ｋ部における断面図を示す。この発光器では、ＬＥＤ６０を発光源としてドーム部６１およびベース部６１Ａを有する光源６２と、入射面６３，第１の反射領域６４，第１の反射面６４Ａ，直接伝導領域６５，第２の反射領域６６，照射面６７，縁６８および６９，ポスト７２および７３とからなるレンズ要素７４と、ピローレンズ７５Ａをアレイ状に形成した光学要素７５とを有し、レンズ要素７４の第２の反射領域６６には抽出面６６Ａとステップダウン部（ｓｔｅｐ ｄｏｗｎｓ）６６Ｂとの組が第１の反射領域６４の周囲３６０度に形成されている。また、光源６２は、ベース部６１Ａの窪み６２Ａおよび６２Ｂとレンズ要素７４のポスト７２および７３とを結合させることによってドーム部６１が第１の反射領域６４の中心に位置決めされる。

このような構成において、光源６２から光を放射すると、第１の反射面６４Ａで光源６２の中心軸方向と直交する方向に反射され、更に抽出面６６Ａで中心軸方向に反射されて照射面６７から放射される光Ａと、光源６２から直接伝導領域６５を透過して中心軸方向に放射される光Ｂが得られることにより、光学系を薄型化しながら光学要素７５に照射範囲の拡大された光を入射している。

しかし、特許文献１に示される発光器によると、光源からの放射光を中心軸上に集光させるドーム部６１を有しているので、厚みが大になる。また、ドーム部６１によって中心軸上に集光できない側方光は光の利用効率が低下し、照射面積の増大ができない。そのため、照射面積に応じたレンズ要素を選択して用いなければならず、製造や管理のコストを増大させる。また、発光器に要求される光学特性を実現するのにレンズ要素を構成する材料の特性や、成型金型等に一定の精度が要求されるという問題がある。

一方、このような問題を解決するものとして、特許文献２に開示されたＬＥＤライトがある。

特開２００１−９３３１２号公報（図２および図３）

図４４は、特許文献２に示される発光器を示し、（ａ）は光源を中心とする縦断面図、（ｂ）は発光器の構成を示す部分斜視図である。この発光器では、光源８０と、光源８０と対向する中心軸上の位置に配置されて光源８０から放射された光を、光源８０の中心軸Ｘと略直交するＹ方向の光として反射する放物反射面８１ａを有する第１の反射面８１と、第１の反射面８１を中心にしてその周囲に配置され、第１の反射面８１で反射された光を、中心軸Ｘ方向の光にして反射する複数の小反射面８２ａを備えた第２の反射面８２とを備えている。このような構成において、光源８０から放射された光は第１の反射面８１の方物反射面８１ａによってＹ方向へ反射され、この反射光が第２の反射面８２の小反射面８２ａによって中心軸Ｘ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。

しかし、特許文献２の発光器によると、複数の小反射面を有する第２の反射面に光源を設け、かつ、この光源を第１の反射面に対して位置決めしており、光源、第１の反射面、および第２の反射面の配置に高度な精度が必要となるため、係る組立て作業に手間を要するとともに、生産性の向上を図ることが難しいという問題がある。また、光源の真上に第１の反射鏡が配置されているので、光源から直接出射される光は、第１の反射鏡に妨げられて垂直方向に照射されることはなく、このため中心に暗部が生じるという問題があった。

また、このような発光器を複数用いて、例えば、自動車のブレーキライト一体型テールライトとなる灯具を作製しても、上記暗部による照度低下のために、光源本来の輝度を生かすことができず、その分、全体としても暗くなる。

従って、本発明の目的は、光源と反射器の高度な位置精度を要することなく、組立て作業性に優れ、光源から放射される光を有効に利用できる高輝度の発光器および自動車のバックライトを提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、発光素子が発する光を、前記発光素子の中心軸と直交ないしは前記中心軸と大きな角度をなす方向へ放射する光学系を備える光源と、前記光源から放射された光を所定の放射方向に反射する複数の反射面を有し、前記複数の反射面が前記中心軸を中心として前記光源を取り囲むように配置された反射器とを備え、前記反射器の前記複数の反射面は、前記発光素子の前記中心軸に対して所定の傾きを有する方向に前記光を反射する第１の角度、及び前記光源の半径方向に対して所定の傾きを有する方向に前記光を反射する第２の角度を設定され、前記第１及び第２の角度に応じて前記光を前記所定の照射方向に反射することを特徴とする発光器を提供する。

本発明の発光器および自動車のバックライトによると、以下のような効果を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
まず、本発明の発光器の実施の形態１について、図１および図２を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態１にかかる発光器の全体構成を示す平面図である。図２は本発明の実施の形態１にかかる発光器の光源としてのＬＥＤを示す平面図である。図３は本発明の実施の形態１にかかる発光器の光源としてのＬＥＤを示す縦断面図である。

図１に示されるように、本実施の形態１の発光器１は、本体となる反射板２に様々な形状の反射面（光学制御面）３が設けられている。反射面３は、約４５度の角度を有して形成されており、その傾斜方向は中心方向が下がるように形成されることによって中心部分が反射板２の外周２ａから一段下がった底部２ｂになっている。この底部２ｂの中心には、面状に光を放射する光源としてのＬＥＤ４が取り付けられている。ＬＥＤ４から３６０度方向に面状に放射された光は、各反射面３で反射されて、紙面手前側へ向かって放射される。

次に、ＬＥＤ４の構成について、図２および図３を参照して説明する。ここで、図３に示されるように、発光素子の中心軸をＺ軸とし発光素子上面をその原点とし、この原点においてＸ軸とＹ軸とが直角に交わるように定めてある。

図２，図３に示されるように、Ｘ−Ｙ平面上に設けられた１対のリード板５ａ，５ｂのうち面積の広いリード板５ａの先端に発光素子６をマウントしている。発光素子６の上面の電極とリード板５ｂの先端とは、ワイヤ７でボンディングされて電気的接続がなされている。これらのリード板５ａ，５ｂの先端、発光素子６、ワイヤ７が樹脂封止用金型にセットされて、透明エポキシ樹脂８によって図に示すような断面形状に樹脂封止されている。ここで、ＬＥＤ４の上面９の中心部分には平坦面９ａがあって、この平坦面９ａに続いて反射面９ｂとして発光素子６の発光面の中心を焦点とし、Ｘ軸方向を対称軸とする放物線の一部を原点からＺ軸に対して６０度以上の範囲内においてＺ軸の周りに回転させた傘のような形状をしている。また、ＬＥＤ４の側面１０は、発光素子６を中心とする球面の一部をなしている。

即ち、本実施の形態１のＬＥＤ４においては、光透過性材料としての透明エポキシ樹脂８によって、発光素子６から発せられた光を上下方向に拡げることなく、側面方向へ反射する反射面９ｂと、側面方向へ反射された光を上下方向へ拡げることなく外部放射する側面放射面１０とがモールドされている。このような構成を有するＬＥＤ４が複数の反射面３を有する発光器１の中心に固定されている。

図４は、ＬＥＤ４を形成する金型を示す。上記したＬＥＤ４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。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を金型３００Ｂに位置決め載置し、上方から金型３００Ａを降下させて挟持することによりリードフレームと金型との位置を保持する。次に、剥離成分を含有した透明エポキシ樹脂８を金型３００Ａおよび３００Ｂ内に注入して空間３００Ｃおよび３００Ｄに透明エポキシ樹脂８を充填する。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３００Ａおよび３００Ｂを上下分離して透明エポキシ樹脂８を硬化させたＬＥＤ４を取り出す。なお、金型３００Ａおよび３００Ｂと透明エポキシ樹脂８との離型性が良好である場合には、透明エポキシ樹脂８に剥離成分を含有させなくてもよい。

かかる構成を有するＬＥＤ４の放射原理について、図１から図３を参照して説明する。ＬＥＤ４のリード板５ａ，５ｂに電圧を印加すると発光素子６が発光する。発光素子６から発せられた光のうち、Ｚ方向、即ち、真上に向かった光は平坦面９ａから透明エポキシ樹脂８外へ放射される。また、発光素子６が発した光のうちＺ軸に対して６０度以上の範囲内の光が第１の反射鏡としての上面（反射面）９ｂに至り、これらの光は上面９ｂへの入射角が大きいため全て全反射されて側面放射面１０へ向かう。ここで、上面反射面９ｂは発光素子６を焦点としＸ軸を対称軸とする放物線の一部をＺ軸の周りに回転させた形状をしているため、上面９ｂで反射された光は全てＸ−Ｙ平面に平行に進み、側面放射面１０は発光素子６を中心とする球面の一部をなしているため、光はほぼそのまま平行に進んでＺ軸周り３６０度の方向に略平面状に外部放射される。さらに、発光素子６から側面放射面１０に直接至る光は、側面放射面１０が発光素子６を中心とする球面の一部をなしていることにより、屈折することなく直進して外部放射される。

ＬＥＤ４の周囲には光学制御面としての略４５度の傾斜を有する反射面３があるが、上面９で反射されてＸ−Ｙ平面に略平行に放射された光を始めとして、側面１０から直接放射された光もＸ−Ｙ平面に平行に近いため、反射面３で反射された光はそれぞれがほぼ垂直に近く上方へ進み、少なくともＺ軸から２０度の範囲内で外部放射される。なお、上記で「平行」と表現している光も、発光素子６の大きさがあるために完全な平行にはならないが、いずれの光もほぼ平行になり、少なくともＺ軸から２０度の範囲内には確実に入るものとなる。

このようにして、本実施の形態１の発光器１は、薄型で高効率で異形状にも効率を低下させることなく対応することができる発光器となる。また、図１に示されるように、ＬＥＤ４から３６０度面状に発せられる光に対し、光学制御面３によって反射される光の角度範囲が光放射方向の円周方向によって異なっている。即ち、ＬＥＤ４から受ける光の光学制御面３は、幅の広いものもあれば幅の狭いものもある。このため、縦横が非対称の場合の配光制御も反射板２のみで可能となる。さらに、光源としてのＬＥＤ４は、発光素子６に対向し発光素子６の側面方向に光放射する反射面９を有するものであるため、単一パッケージで面状に光を放射する光源とすることができる。また、光学制御面を光源から周方向、放射方向などに分割することによって、任意の位置に反射面を配置できる。したがって、反射光による光のデザインが可能となり、意匠性を増すことができる。

また、トランスファーモールド法によるＬＥＤ４の製造では、金型３００Ａおよび３００Ｂでリードフレーム５ａ、５ｂを挟持した状態で金型３００Ａおよび３００Ｂ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、近接光学系を用いたＬＥＤ２の個体差による配光特性のばらつきを防ぐことができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の発光器の実施の形態２について、図５を参照して説明する。図５は本発明の実施の形態２にかかる発光器を示す平面図である。

図５に示されるように、本実施の形態２の発光器２１は、縦横が非対称の場合の一例である。即ち、反射板２２の図示左辺が長く右辺が短い台形形状となっている。そして、実施の形態１と同様に反射板２２に様々な形状の反射面（光学制御面）２３が、中心方向が下がるように約４５度の角度で形成され、中心部分は反射板２２の外周２２ａから一段下がった底部２２ｂになっている。この底部２２ｂの中心には、面状に光を放射する光源としてのＬＥＤ４が取り付けられている。ＬＥＤ４から３６０度方向に面状に放射された光は、各反射面２３で反射されて、図５の紙面手前側へ向かってほぼ垂直に放射される。

反射板２２がこのような形状の場合でも、光学制御面を階段状に一方向に複数箇所設けることができ、方向によって反射面の幅を広くしたり狭くしたりすることができる。したがって、反射板２２の幅が狭くなっている図示右側においては、階段の段数を増やして一方向の反射面の数を多くし、また、反射面の幅を狭くして反射面の密度を増加させる。これによって、図示右側における単位面積当りの反射光量が増加して、図示左側から反射される光量とバランスが取れるようになる。

このようにして、本実施の形態２の発光器２１においては、反射板２２の形状が縦横が非対称の場合でも、所望の箇所を発光面にして光を放射することができる発光器となる。

（実施の形態３）
次に、本発明の発光器の実施の形態３について、図６および図７を参照して説明する。図６は本発明の実施の形態３にかかる発光器とその発光器における発光点の分布を示す平面図である。図７は本発明の実施の形態３にかかる発光器を示すＡ−Ａ縦断面図である。

図６および図７に示されるように、本実施の形態３の発光器１１は実施の形態１と同様に、本体となる反射板１２に様々な形状の反射面（光学制御面）１３が、中心方向が下がるように約４５度の角度で形成され、中心部分は反射板１２の外周１２ａから一段下がった底部１２ｂになっている。この底部１２ｂの中心には、面状に光を放射する光源としてのＬＥＤ４が取り付けられている。ＬＥＤ４から３６０度方向に面状に放射された光は、各反射面１３で反射されて、図６の紙面手前側へ向かってほぼ垂直に放射される。

ここで、図６に示されるように、実施の形態１と異なり、ＬＥＤ４の周囲には反射面１３が、各方向について２段または３段設けられており、したがって光源からの放射方向に対し、複数箇所に光学制御面１３が形成されている。

これによって、図６に示されるように、実施の形態１の発光器１に比較して、発光点１５の密度が飛躍的に向上する。あるいは、反射板の面積を大きくしても発光点１５の密度を保つことができる。

このようにして、本実施の形態３の発光器１１においては、薄型で高効率で異形状にも効率を低下させることなく対応することができる発光器となる。さらに、光源からの放射方向に対し複数箇所に光学制御面が形成されているために、縦横比の大きい形状にも対応することができ、また発光点密度が向上する。また、ＬＥＤ４の中央部に形成された平坦部９ａからも外部放射されるため、ＬＥＤ４の中央部も発光点となり、反射板中央部が暗部となることがなく、発光器としてバランスの良い発光点１５の分布を実現できる。

（実施の形態４）
次に、本発明の発光器の実施の形態４について、図８を参照して説明する。図８は本発明の実施の形態４にかかる発光器の光源を示す縦断面図である。

本実施の形態４の発光器の光源１４は、実施の形態１〜３と同様の反射板の底部に取り付けられる。図８に示されるように、この光源１４は、発光素子６を透明エポキシ樹脂２０で樹脂封止したランプ型のＬＥＤ１９と、その上方に位置する光透過性材料からなる反射鏡１６によって構成されている。そして、反射鏡１６の底面はフレネルレンズ１８となっている。

かかる構成の光源１４において、発光素子６の発光面から発せられた光は、凸レンズ型の透明エポキシ樹脂２０によって集光されてＬＥＤ１９から放射され、反射鏡１６の底面のフレネルレンズ１８に当る。フレネルレンズ１８によって略垂直方向に集光された光は、反射鏡１６の上面の円錐形に抉られた反射面１７で全反射されて、略水平方向に３６０度の方向に反射される。なお、ここで反射鏡１６の底面にフレネルレンズ１８を形成してあるのは、レンズ型ＬＥＤを集光度の高いものとすると集光光の放射効率が低いものとなるので、ＬＥＤ１９の集光度はあまり高めず、フレネルレンズ１８を併用することで、有効光量を増すことを図るためである。

このようにして、本実施の形態４の光源１４は面状の光を放射する光源となり、実施の形態１〜３のＬＥＤ４と同様に発光器の光源として用いることができる。

（実施の形態５）
次に、本発明の発光器の実施の形態５について、図９を参照して説明する。図９は本発明の実施の形態５にかかる発光器の光源を示す縦断面図である。

本実施の形態５の発光器の光源２４は、実施の形態１〜３と同様の反射板の底部に取り付けられる。図９に示されるように、この光源２４は、発光素子６とカップ形反射鏡２９を透明エポキシ樹脂３０で樹脂封止した反射型ＬＥＤ２８と、その上方に位置する光透過性材料からなる反射鏡２６によって構成されている。反射型ＬＥＤ２８の反射鏡２９は、発光素子６を焦点とする回転放物面形に作られている。

かかる構成の光源２４において、発光素子６の発光面（下面）から発せられた光は、回転放物面形の反射鏡２９によって略垂直に上方へ反射されてＬＥＤ２８から放射され、反射鏡２６に入射する。略垂直に入射した光は、反射鏡２６の上面の円錐形に抉られた反射面２７で全反射されて、略水平方向に３６０度の方向に反射される。この場合、ＬＥＤ２８の放射光を略平行光として集光度を高めても放射効率が高いので、反射鏡２６の底面にフレネルレンズを形成しなくても有効光量を高いものにできる。さらに、反射鏡２６とＬＥＤ２８とを光学接合剤により接合し、ＬＥＤ２８の放射面と反射鏡２６の入射面で生ずる界面反射が生じないものとしてもよい。また、ＬＥＤ２８と反射鏡２６を一体形成したものでもよい。

このようにして、本実施の形態５の光源２４は面状の光を放射する光源となり、実施の形態１〜３のＬＥＤ４と同様に発光器の光源として用いることができる。

（実施の形態６）
次に、本発明の発光器の実施の形態６について、図１０を参照して説明する。図１０は本発明の実施の形態６にかかる発光器の光源を示す平面図である。

本実施の形態６の発光器の光源３４も、実施の形態１〜３と同様の反射板の底部に取り付けられる。図１０に示されるように、この光源３４は、実施の形態４のランプ型ＬＥＤ１９に類似の小型のランプ型ＬＥＤ３５が、光放射面を外側に向けて円形に８個並べられて構成されている。なお、これらのＬＥＤ３５は中心軸の交点Ｏが同一平面上の一点となるように並べられている。そして、小型のランプ型ＬＥＤ３５は紙面に垂直な方向が薄い、断面が楕円形の形状に封止されているため、紙面に垂直な方向には光が拡がりにくく面状の光を３６０度方向に放射する光源となる。

このようにして、本実施の形態６の光源３４は、扁平なランプ型のＬＥＤ３５を円形に配置するだけの簡単な構成で面状の光を放射する光源となり、実施の形態１〜３のＬＥＤ４と同様に発光器の光源として用いることができる。

（実施の形態７）
次に、本発明の発光器の実施の形態７について、図１１を参照して説明する。図１１は本発明の実施の形態７にかかる発光器の光源を示す平面図である。

本実施の形態７の発光器の光源４４も、実施の形態１〜３と同様の反射板の底部に取り付けられる。図１１に示されるように、この光源４４は、実施の形態５の反射型ＬＥＤ２８に類似の小型の反射型ＬＥＤ４５が、光放射面を外側に向けて円形に８個並べられて構成されている。そして、小型の反射型ＬＥＤ４５の反射鏡は紙面に垂直な方向が薄い扁平な形状に作製されているため、紙面に垂直な方向には光が拡がらず面状の光を３６０度方向に放射する光源となる。

このようにして、本実施の形態７の光源４４は、扁平な反射型ＬＥＤ４５を円形に配置するだけの簡単な構成で面状の光を放射する光源となり、実施の形態１〜３のＬＥＤ４と同様に発光器の光源として用いることができる。

（実施の形態８）
次に、本発明の灯具の実施の形態８について、図１２を参照して説明する。図１２は本発明の実施の形態８にかかる灯具を示す斜視図である。

図１２に示されるように、本実施の形態８の灯具４１は、実施の形態１の発光器１を６個使用して構成されている。これら６個の発光器１は互いに段違いに、発光面が上へいくほど奥になるように２列３段に、灯具容器の中に配置されている。そして、各発光器１の上面１ａおよび側面１ｂ並びに灯具４１を被う容器の灯具内壁４２には、平滑で反射率の高いアルミコーティングが施されている。

各発光器１の光源から放射された光のうち、水平方向に対してある程度角度のついた光は、光学制御面で反射されずに露出している発光器１の上面１ａまたは側面１ｂあるいは灯具内壁４２へ至る。これらの面はアルミコーティングが施されて光の反射率が高くなっているために、多くの光量が反射されて灯具４１外へ放射される。したがって、灯具４１の照射方向の範囲外でも灯具４１の光を認識できる。このようにして、灯具の光を認識できる範囲の広い灯具４１となる。

（実施の形態９）
次に、本発明の発光器の実施の形態９について、図１３および図１４を参照して説明する。図１３は本発明の実施の形態９にかかる発光器の反射面の一部を示す拡大斜視図である。図１４は本発明の実施の形態９にかかる発光器の全体構成を示す平面図である。

図１３に示されるように、本実施の形態９の発光器４３の反射面においては、円周方向に隣り合う光学制御面４７の位置が半径方向に互いに異なっているものである。これによって、光学制御面４７の側面の一部が表れて斜方反射面４８が形成される。

かかる反射面において、図１４に示されるように、光源４の位置を中心からずらして配置する。このように光源４を中心からずらすことによって、ハッチングを施した光学制御面４７のみでなく、その側面の斜方反射面４８にも矢印で示されるように光が当るようになる。したがって、光学制御面４７によって反射される方向の範囲外から発光器４３を見たとき、隣り合う光学制御面４７の位置が半径方向に異なることによって形成される斜方反射面４８で光の反射を確認することができ、視認角度の大きい発光器となる。

上記各実施の形態においては、発光素子として赤色発光素子を用いた場合を想定しているが、何色の発光素子を用いても構わない。また、ＬＥＤにおいて発光素子等を封止する光透過性材料として透明エポキシ樹脂を用いているが、透明シリコン樹脂を始めとするその他の材料を用いても良い。

発光器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、上記各実施の形態に限定されるものではない。

（実施の形態１０）
まず、本発明の発光器の実施の形態１０について、図１５乃至図１７を参照して説明する。図１５は本発明の実施の形態１０にかかる発光器の全体構成を示す縦断面図である。図１６（ａ）は本発明の実施の形態１０にかかる発光器の光源としてのＬＥＤを示す平面図、（ｂ）は縦断面図である。図１７は本発明の実施の形態１０にかかる発光器を車体に取り付けた状態を示す横断面図である。

図１５に示されるように、本実施の形態１０の発光器１は、本体となる反射板２に角度が徐々に変化しながら反射面（光学制御面）３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，…が形成されて第１反射面３となり、最も下部の光学制御面３ａに垂直な方向ベクトルはＺ軸に対する角度が最も大きく、最も上部の光学制御面３ｄに垂直な方向ベクトルはＺ軸に対する角度が最も小さくなっており、中心部分は反射板２の外周２ａから一段下がった底部２ｂになっている。この底部２ｂの中心には、面状に光を放射する光源としてのＬＥＤ４が取り付けられている。ＬＥＤ４から３６０度方向に面状に放射された光は、第１反射面３で反射されて、ＬＥＤ４の中の発光素子の中心軸（Ｚ軸）に対して斜め方向へ向かって放射される。

次に、かかる発光器１を自動車のバックライトに応用した場合について、図１７を参照して説明する。図１７に示されるように、自動車のバックライト５３の前後方向にＲのある傾斜箇所５４であっても、発光器１は薄型で、斜め方向にほぼ平行な光を放射するものであるから、傾斜箇所（Ｒ）５４に近接させて配置することができる。これによって、図４６に示される従来のバックライトと比較して大幅な省スペース化を図ることができ、高い外部放射効率を得ることができる。

このようにして、本実施の形態１０の発光器１は、薄型で傾斜に沿った配置が可能で高い外部放射効率を得ることができる発光器となる。

（実施の形態１１）
次に、本発明の発光器の実施の形態１１について、図１８を参照して説明する。図１８は本発明の実施の形態１１にかかる発光器の構成を示す縦断面図である。

図１８に示されるように、本実施の形態１１の発光器１１は実施の形態１０と同様に、本体となる基板１２Ａの中心には、実施の形態１０と同様の面状に光を放射する光源としてのＬＥＤ４がマウントされている。そして、ＬＥＤ４の周囲には傘のような形状をした円盤状の透明の光学体１５が、基板１２Ａに取り付けられている。この光学体１５の下面には、角度が徐々に変化しながら反射面（光学制御面）１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，…が形成され、最も下部の光学制御面１３ａに垂直な方向ベクトルはＺ軸に対する角度が最も大きく、最も上部の光学制御面１３ｄに垂直な方向ベクトルはＺ軸に対する角度が最も小さくなっている。また、光学体１５の上面は階段状になっていて、階段の図示水平方向の面１５ａは各反射面１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，…で反射されるＬＥＤ４の光の放射方向に対して略垂直になっている。

かかる構成を有する発光器１１においては、ＬＥＤ４からＸ軸方向に略平行な方向に３６０度方向に向かって放射された光が、光学体１５に入射して第１反射面１３で反射されてそれぞれ図示上方に略垂直方向に反射される。光学体１５の上面の階段状面のうち水平面は、図示垂直方向に対して略垂直になっているため、反射された光は光学体１５の界面で屈折することなく、そのまま高い外部放射効率で図示垂直方向に放射される。

このようにして、本実施の形態１１の発光器１１は、薄型で傾斜に沿った配置が可能で高い外部放射効率を得ることができる発光器となる。なお、本実施の形態１１においては、光学体１５の第１反射面１３における反射を全反射によるものとしたが、第１反射面１３の外側に金属メッキ、金属蒸着等を施しても良い。

（実施の形態１２）
次に、本発明の発光器の実施の形態１２について、図１９を参照して説明する。図１９は本発明の実施の形態１２にかかる発光器の全体構成を示す平面図である。

図１９に示されるように、本実施の形態１２の発光器４１Ａも、反射板４２Ａに第１反射面４３Ａが複数の光学制御面の集合体として形成されている。そして、反射板４２Ａの底面４２ｂの中央に、実施の形態１０，１１と同様のＬＥＤ４が設置されている。本実施の形態１２の発光器４１Ａは、かかる複数の光学制御面に反射された反射光が同じ方向に反射されるように、各光学制御面の角度と向きを設定したものである。ここで、「角度」とは光源であるＬＥＤ４の面状の光の光放射面に対する角度であり、「向き」とはＬＥＤ４の光放射方向に対する角度である。

例えば、図１９に示されるように、光学制御面の「角度」が４５度でも、「向き」がＬＥＤ４の半径方向に対して直角でなく傾きα度だけ傾いていれば、反射光の向きは真上（紙面手前方向）でなく斜めになる。勿論、光学制御面の「角度」を変化させることによっても、反射光の方向を自在に変えることができる。そこで、各光学制御面の「角度」と「向き」を的確に設定することによって、所定の斜め方向に集中的に光が反射される。これによって、当該方向の光量が大幅に増して、外部放射効率が高くなる。

上記各実施の形態においては、発光素子として赤色発光素子を用いた場合を想定しているが、何色の発光素子を用いても構わない。また、ＬＥＤにおいて発光素子等を封止する光透過性材料として透明エポキシ樹脂を用いているが、透明シリコン樹脂を始めとするその他の材料を用いても良い。

発光器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、上記各実施の形態に限定されるものではない。

（実施の形態１３）
図２０は、本発明の実施の形態１３に係る自動車のコンビネーションランプの概観構成を示す斜視図である。

この図２０向の正面から矢印Ｘ１方向の一方の側面に繋がって開口され、内部が空洞となったカバー２０１の中に、仕切板２０２を水平に段違いに２枚配置することにより内部を等間隔で横３列に区切り、各々の列に横３段の台座２０３を配置し、台座２０３の各正面にＬＥＤライト１Ａを固定した。また、カバー２０１内部における内壁の天井面２０１ａ、底面２０１ｂ、側面２０１ｃと、仕切板２０２の上面２０２ａ、下面２０２ｂと、台座２０３の上面２０３ａ、側面２０３ｂとにアルミ蒸着を施した。言い換えれば、カバー２０１の内部全てにアルミ蒸着を施した。

また、各ＬＥＤライト１Ａは、図２０のＣ−Ｃ断面図である図２１に示すように、ＬＥＤ４と反射鏡３とが組み合わされて構成されており、ＬＥＤ４は、ＬＥＤ取付基板２１０に取り付けられている。ＬＥＤ取付基板２１０は、図２２の斜視図に示すように、カバー２０１における上記３列３段構成の台座２０３部分の裏面と対応する形状を成し、横３列の各々に、アルミや銅等の蒸着による２本の独立した配線パターン２１１ａ，２１１ｂが平行に形成されている。この各配線パターン２１１ａ，２１１ｂに、各ＬＥＤ４の一対のリードフレーム５ａ，５ｂが溶接されている。また、各配線パターン２１１ａ，２１１ｂが形成されたＬＥＤ取付基板２１０は、左右対称構造を成している。

リードフレーム５ａ，５ｂの固定位置は、図２１に示した各反射鏡３の中央に設けられた貫通穴にＬＥＤ４が突き出るように対応付けられており、図２３に示すように固定される。即ち、ＬＥＤ取付基板２１０における所定位置に、絶縁材料によるクランク状のＬＥＤ取付部２１３が固定されており、ＬＥＤ取付部２１３の凹部にリードフレーム５ａ，５ｂを嵌合すれば、反射鏡３の貫通穴に対応した位置に取り付けられるようになっている。この固定後に各配線パターン２１１ａ，２１１ｂにリードフレーム５ａ，５ｂを溶接すればよい。

この溶接によって完成したＬＥＤ取付基板２１０を、図２１に示すように、カバー２０１の裏面にあてがい、各反射鏡３の貫通穴にＬＥＤ４を合わせて表側に突き出せば取付が完了する。つまり、容易に取付を行うことができる。

次に、ＬＥＤライト１Ａについて図２４〜図４０を参照して説明する。

図２４の（ａ）はＬＥＤライト１Ａの全体構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図、（ｃ）は（ｂ）のＰ部分の拡大図である。

この図２４に示すように、ＬＥＤライト１Ａは、円盤形状の本体の中心に、光源である発光素子６を実装したＬＥＤ４を搭載し、このＬＥＤ４の周囲に同心円の階段状の反射面３ａが形成された反射鏡３で囲んだ構造を成している。ここで、発光素子６の垂直方向の中心軸をＺ軸とし、このＺ軸と交わる発光素子６の上面を原点とし、この原点において水平方向のＸ軸とＹ軸とが直角に交わるように定めてある。また、ＬＥＤ４には、後述で説明するように発光素子６から発光される光を反射する第１の反射鏡が一体に含まれている。上記の反射鏡３は第２の反射鏡３となる。

第２の反射鏡３は、透明アクリル樹脂で成形した後、上面にアルミ蒸着を施すことによって反射面３ａを形成している。各反射面３ａは、図２４（ｃ）に示すように、Ｘ−Ｙ平面に対して約４５度に傾斜している。

次に、ＬＥＤ４の構成を、図２５および図２６を参照して説明する。図２５は、図２４に示すＬＥＤ４の構成を示すＡ−Ａ断面図、図２６は、図２４に示すＬＥＤ４の構成を示す平面図である。

ＬＥＤ４は、図２５および図２６に示すように、Ｘ−Ｙ平面上に絶縁のための間隙を介して配置した一対のリードフレーム５ａ，５ｂのうち、細長い平板形状をＬ字形に折り曲げたリードフレーム５ａの上記原点位置に発光素子６を実装し、発光素子６の上面の電極とリードフレーム５ｂの先端部とを、ワイヤ７でボンディングし、さらに、各リードフレーム５ａ，５ｂの一部分、発光素子６、ワイヤ７を、平坦な概略円柱形状の透明エポキシ樹脂（光透過性材料）８によって封止することにより形成したものである。

このＬＥＤ４は、発光素子６を後述の第１の反射鏡となる透明エポキシ樹脂８（以降、単に樹脂８ともいう）で封止することにより、発光素子６と第１の反射鏡とを一体型とし、また、発光素子６を実装したリードフレーム５ａを、発光素子６の実装部分の近傍から実装面下方へ直角に折り曲げて透明エポキシ樹脂８の外部へ突き出すことによって、そのリードフレーム５ａが透明エポキシ樹脂８に埋まる部分を極力少なくなるように成されている。なお、他方のリードフレーム５ｂは、細長い平板形状を成し、上記のリードフレーム５ｂの樹脂外部へ突き出る部分と平行に配置されている。

発光素子６は、その個数を極力少なくしてＬＥＤ４の発光強度を所定値に維持するとともに各ＬＥＤ４によって発光して視認される面積を増し、デザイン性を向上する目的から、大電流タイプ（高出力タイプ）のものが用いられている。例えば、図２７に示すように、ｎ型ＧａＰ基板１０１の上に、ｎ型ＡｌＩｎＧａＰクラッド層１０２、多重井戸活性領域１０３、ｐ型ＡｌＩｎＧａＰクラッド層１０４、ｐ型ＧａＰウィンドウ１０５が順次形成され、また、ｐ型ＧａＰウィンドウ１０５の上に、このウィンドウ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、さらに、ｎ型ＧａＰ基板１０１の下にＡｕ合金電極（負電極）１０８が形成された構造となっている。

このような構造の発光素子６の負電極１０８をリードフレーム５ａに実装し、前述のように正電極１０７とリードフレーム５ｂの先端とをワイヤ７でボンディングして、両電極１０７，１０８間に所定電圧を印加することによって、発光素子６が発光する。この発光は、各クラッド層１０２，１０４の各々で、キャリア（電子とホール）を多重井戸活性領域１０３に閉じ込める作用が行われ、多重井戸活性領域１０３で、キャリアが再結合されることによって行われる。

また、発光素子６は大電流タイプのものであることから発熱量が多くなる。このため仮に、図２８に示すように、一対のリードフレーム１２０ａ，１２０ｂが双方とも細長い平板形状のままで透明エポキシ樹脂８に水平に対向配置されて外部へ引き出されるトランスファーモールドで製造されるものの場合、発光素子６が実装されたリードフレーム１２０ａの実装部分から樹脂８の外部へ引き出されるまでの埋設部分が長くなる。このように、細長い平板形状の埋設部分が長いほど、発光素子６から発生する熱が樹脂８の外部へ放出されにくくなり、発光素子６が高温となって光度が低下する。また、透明エポキシ樹脂８とリードフレーム１２０ａ、１２０ｂとは熱膨張率が異なり、埋設部分の距離が長いほどヒートショック時の透明エポキシ樹脂８とリードフレーム１２０ａ、１２０ｂとの剥離、透明エポキシ樹脂８のクラック発生やワイヤ断線が生じやすくなる。

そこで、発光素子６が実装されるリードフレーム５ａを、図２５に示したように、発光素子６の実装部分近傍で下方に折り曲げ、埋設部分を短くすることによって、外部への放熱性を高めるとともに、リードフレームの埋設部分を短くしてあることでヒートショック時の透明エポキシ樹脂８とリードフレーム１２０ａ、１２０ｂとの剥離、透明エポキシ樹脂８のクラック発生やワイヤ断線が生じないものとした。また、外部への放熱性をより高くするために、リードフレーム５ａ，５ｂに、熱伝導率の高い銅合金などの材料を用いた。

図２９は、ＬＥＤ４を形成する型（キャスティング）を示す。ＬＥＤ４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。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３００Ｅ上に移動させる。次に、キャスティング３００Ｅ内に樹脂８を注入する。次に、樹脂８を注入されたキャスティング３００Ｅ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３００Ｅ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樹脂８の気泡抜きを行う。次に、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３００Ｅから樹脂８を硬化させたＬＥＤ４を取り出す。キャスティング３００Ｅの底部内周面３００Ｆは、深さ方向に曲率を有して形成されているので、ＬＥＤ４を取り出す際の離型性に優れるとともに注入された樹脂８に側面の光学形状を付与する。

ＬＥＤ４の形状は、図２５および図２８に示すように、透明エポキシ樹脂８の形状は、その側面がＸ軸より下方は概略円柱形状であり、Ｘ軸より上方は発光素子を原点とする球面である。透明エポキシ樹脂８の上面９ｂの中心部分（発光素子６の直上部分）が平坦面９ａとなっており、この平坦面９ａに続いて第１の反射鏡９として、ＸＺ平面において発光素子６を焦点とし、Ｘ軸を対称軸とするＸ軸方向の放物線の一部を、Ｚ軸の周りに回転させた概略傘状の反射形状を成している。以降、第１の反射鏡９における反射面の形状を反射形状と称す。

また、第１の反射鏡９の直径は、発光素子６からの出射光を水平方向にほぼ全反射させることが可能なサイズとされている。ここでは、出射光のうちＺ軸に対して７０度以上の範囲内の光が上面９ｂに至るサイズとされている。さらに、ＬＥＤ４の側面１０は、発光素子６を中心とする球面の一部を成している。このような構成を有するＬＥＤ４が円形のＬＥＤライト１Ａの中心に固定されている。

ＬＥＤ４の第１の反射鏡９は、発光素子６の直上に平坦面９ａを有するので、発光素子６の出射光のうち直上に向かう光（垂直光）を平坦面９ａから外部へ放射することができる。従って、ＬＥＤ４の平坦面９ａと側面１０で構成される照射面全面を照射することができ、このＬＥＤ４を用いたＬＥＤライト１Ａにおいても、照射面全面を照射することができる。

また、直上に平坦面９ａを形成し、平坦面９ａの周縁から上面９ｂのように湾曲させることで第１の反射鏡９を、より薄くしてある。直上平面を形成せずに湾曲させると、発光素子６とこの直上界面との距離を長くしなければならないので、第１の反射鏡９の厚みが大きくなるが、この点が解消される。

また、ＬＥＤ４において、発光素子６が実装されるリードフレーム５ａを、発光素子６の実装部分近傍で下方に折り曲げて透明エポキシ樹脂８の外部へ引き出し、樹脂８への埋設部分を極力少なくした。このようにリードフレーム５ａを下方に折り曲げて樹脂８の外部へ引き出すと、外部への放熱性を高めるとともに、リードフレームの埋設部分を短くしてあることでヒートショック時の透明エポキシ樹脂８とリードフレーム１２０ａ、１２０ｂとの剥離、透明エポキシ樹脂８のクラック発生やワイヤ断線が生じにくくなる。これによって、発光素子６が大電流タイプで発熱量が多いものでも、発光素子６の熱が極短い距離で外部へ放熱されるので、発光素子６並びにリードフレーム１２０ａに熱が蓄積されず、また、リードフレーム１２０ａと樹脂８との当接部分が少なくなるので、リードフレーム１２０ａと透明エポキシ樹脂８との境界でクラックが生じることを防止する。

言い換えれば、透明エポキシ樹脂８に熱が蓄積されて高熱となり、この熱により触発される透明エポキシ樹脂８の残留応力による熱膨張によって、発光素子６並びにリードフレーム５ａと透明エポキシ樹脂８との境界でクラックが生じることを防止する。

さらに、同リードフレーム５ａに、熱伝導率の高い材料を用いたので、より放熱性が高くなり、これによってより効率的に放熱させることができる。

このため、発光素子６に大電流を投入しても熱飽和が起きにくいため大きな光出力が得られるという利点があるので、熱飽和の制限を受けにくく大きな光出力を得ることができる。そして、本発明は側面放射した光を反射鏡で正面方向へ放射することで発光面積が広く、かつ、薄型の灯具を提供することができるものである。ＬＥＤが大きな光出力を有することで、発光面積を大きくしても十分な輝度を保つことができる。

この他、図３０（ａ）の平面図並びに（ｂ）の断面図に示すＬＥＤ４ａのように、一対のリードフレーム１２２ａ，１２２ｂの内、発光素子６が実装されるリードフレーム１２２ａを、発光素子６の熱を広範囲に伝導して分散させることが可能な広面積を有すると共に、その広面積部分の縁に繋がる細長い平板形状を形成し、この細長い平板形状を縁の部分で下方に折り曲げて透明エポキシ樹脂８の外部へ引き出し、樹脂８への埋設部分を極力少なくしてもよい。なお、図３０の例では、広面積部分を、一対で円形状となるようにしたが、熱を分散できる広面積を有していれば、四角、三角等どの様な形状であっても良い。但し、尖った形状はクラックを生じやすくするので、Ｒをつけるなどして避けるのが好ましい。

このような構成のＬＥＤ４ａにおいては、発光素子６が実装されるリードフレーム１２２ａの透明エポキシ樹脂８に封止された部分が、発光素子６の熱を広範囲に伝導して分散させる広面積となっているので、発光素子６が大電流タイプで発熱量が多いものでも、発光素子６から直接透明エポキシ樹脂８に伝導する熱、並びに発光素子６からリードフレーム１２２ａを介して透明エポキシ樹脂８に伝導する熱を、広面積のリードフレーム１２２ａ全体に分散させることができる。

これに加え、比較的発光素子６の実装部分近傍で下方に折り曲げ、埋設部分を短くすることによって、外部への放熱性を高めるとともに、リードフレームの埋設部分を短くしてあることでヒートショック時の透明エポキシ樹脂８とリードフレーム１２０ａ、１２０ｂとの剥離、透明エポキシ樹脂８のクラック発生やワイヤ断線が生じないものとすることができる。また、図３０（ｃ）に示すように、透明エポキシ樹脂８の外部に引き出されたリードフレーム１２２ａの部分に、複数のフィン１２２ｃを設け、外部放熱を促進するようにしても良い。

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３００Ｅ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と実施の形態１で説明したトランスファーモールド法による製造より低下するが、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。

次に、ＬＥＤライト１Ａの第１の変形例として、図３１に示すように、ＬＥＤ４ｂにおいて、一対のリードフレーム５ｂ，５ｃを発光素子６の周辺のみ凹ませて第３の反射鏡とする。但し、一対のリードフレーム５ｂ，５ｃの平面形状は、図２９に示したリードフレーム１２０ａ，１２０ｂと同様であるとする。

これによって、図２５に示すＬＥＤ４の基本形においては、発光素子６の直上方向にのみ光が放射されていたのに対して、発光素子６の周囲からも上方に光が放射されるようになり、より全体が発光しているように見え、見栄えが向上する。

次に、ＬＥＤライト１Ａの第２の変形例として、図３２に示すように、ＬＥＤ４ｃにおいて、一対のリードフレーム５ａ，５ｂにハーフエッチングやスタンピングパターンにより、図示するような鋸歯状のパターンを設けることによって、発光素子６から斜め下方に放射される光を反射して上方に光を放射するようにしても良い。但し、一対のリードフレーム５ａ，５ｂの平面形状は、図２８に示したリードフレーム１２０ａ，１２０ｂと同様であるとする。

このようにリードフレーム５ａ，５ｂに複数の同心円反射鏡を形成することにより、上記第１の変形例と同様に、より全体が発光しているように見せることができ、見栄え向上を図ることができる。なお、この場合には、透明エポキシ樹脂８とリードフレーム５ａ，５ｂとの接着面積が増し、接着形状を平面形状でなくすることによる剥離不良低減の効果もある。特に、発熱の大きい大電流タイプの場合に有効である。

次に、ＬＥＤライト１Ａの第３の変形例として、図３３に示すように、ＬＥＤ４ｄにおいて、透明エポキシ樹脂８による封止部分の側面形状を変更しても良い。基本例の側面１０は、発光素子６を中心とする球面形状の一部であり、発光素子６から出た光は側面１０に略垂直に入射してそのまま直進するようになっていた。

この第３の変形例においては、側面１０Ａは発光素子６を一方の焦点とする楕円体表面の一部を成しており、発光素子６から出た光は側面１０Ａにおいて直進方向に対してやや下方に屈折する。したがって、ＬＥＤの周囲の階段状の第２の反射鏡３をより低い位置にもってきても高い外部放射効率が得られるＬＥＤライトとなる。これによって、ＬＥＤライトをより薄型にすることができる。

次に、ＬＥＤライト１Ａの第４の変形例として、図３４に示すように、ＬＥＤ４ｅにおいて、第１の反射鏡９の上面９ｂにおける側方への反射を、透明エポキシ樹脂８と空気の境界面における全反射によらず、上面９ｂにメッキ、蒸着等を施した金属反射膜９Ａを付着させても良い。この場合には、発光素子６の真上を平坦にすると真上に放射される光は外部放射されなくなるので、上面９ｂの中心部分まで全て発光素子６を焦点とする放物線の一部をＺ軸周りに回転させた形状とする必要がある。

次に、ＬＥＤライト１Ａの第５の変形例として、図３５に示すように、ＬＥＤ４ｆを、基本形の第１の反射鏡９よりも直径を小さくして形成した概略円柱形状の反射鏡９ｄの外周に、別体の環状反射鏡９ｅを形成して、第１の反射鏡９ｆを形成した。この第１の反射鏡９ｆを形成する場合、例えば第１の樹脂封止用金型に、前述したように発光素子６が実装され、且つワイヤボンディングされた一対のリードフレーム５ａ，５ｂ（またはリードフレーム１２２ａ，１２２ｂ）をセットし、透明エポキシ樹脂８ａを流し込んで硬化する。この硬化によって形成された反射鏡９ｄを第２の樹脂封止用金型にセットし、透明エポキシ樹脂８ｂを流し込んで硬化することによって環状反射鏡９ｅを形成する。なお、予め個々に作製した概略円柱形状の反射鏡９ｄに、環状反射鏡９ｅを嵌め込んで形成しても良い。

このように形成された第１の反射鏡９ｆの外形は、基本形９と同様である。従って、環状反射鏡９ｅの外側面は、基本形９と同様に発光素子６を中心とする球面の一部を成す形状となっている。また、概略円柱形状の反射鏡９ｄと環状反射鏡９ｅとの境界は、この例では図示するように垂直としたが、基本形９と同じく発光素子６を中心とする球面の一部を成す形状としても良い。

このようなＬＥＤ４ｆによれば、発光素子６、ボンディングワイヤ７および一対のリードフレーム５ａ，５ｂを封止する透明エポキシ樹脂を、第１と第２の透明エポキシ樹脂８ａ，８ｂに分離したので、各々の樹脂８ａ，８ｂの体積が基本形の透明エポキシ樹脂８よりも小さくなり、各々の残留応力を小さくすることができる。つまり、発光素子６並びに発光素子６からリードフレーム５ａを介して各々の透明エポキシ樹脂８ａ，８ｂに熱が伝導しても、各々の残留応力は小さく個別のものなので、熱により触発される残留応力による熱膨張を小さくすることができる。従って、熱膨張によって、発光素子６並びにリードフレーム５ａと透明エポキシ樹脂８との境界でクラックが生じるといったことを防止することができる。

さらに、図３１〜図３４に示したＬＥＤ４ｂ〜４ｅに、第５の変形例で説明した透明エポキシ樹脂を分割して第１の反射鏡を形成する構成を採用しても、同様にクラックの発生を防止することができる。

次に、ＬＥＤライト１Ａの第６の変形例として、図３６の（ａ）〜（ｄ）に示すように、ＬＥＤライト１Ｂの第２の反射鏡３ａを、上記図２４に示した基本例の第２の反射鏡３のように全体を略均一に光らせるのではなく、発光点を点在させることもできる。即ち、図３６（ａ）に示すように、円形の第２の反射鏡３ａを扇形に分割して、図３６（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように、ＬＥＤ４（又はＬＥＤ４ｂ〜４ｆの何れか）から反射面２３ａまでの距離を何種類かに分ける。これによって、上方から見たときに反射光の放射される位置が円の中で散らばり、きらきらと光り美しく見える。なお、この第６の変形例においては、各扇形において、それぞれ一段の反射面２３ａでＬＥＤ４からの光を全て反射しなければならないので、図３６（ｂ）〜（ｄ）に示す各反射面２３ａの高さは、同図（ｂ）に示すように基本例である円形階段形反射鏡３の全体の高さｈと同じ高さにする必要がある。

次に、ＬＥＤライト１Ａの第６の変形例として、図３７の（ａ）〜（ｃ）に示すように、ＬＥＤライト１Ｃの第２の反射鏡３ｂを、扇形に分割してそれぞれ長さを変えることによって、第２の反射鏡３ｂの形状を、多角形の１つとしての正方形に近づけることができる。即ち、図３７（ｂ），（ｃ）に示すように、最も短い扇形においては、反射面２３ａから次の反射面２３ａまでの長さをＬとすると、その扇形から４５度ずれた最も長い扇形においては、反射面２３ａから次の反射面２３ａまでの長さを√２Ｌとする。これによって、図３７（ａ）に示すように、概略正方形状の第２の反射鏡３ｂを形成することができる。当然ながら、第２の反射鏡３ｂは円形であってもよい。

以上説明したように、本実施の形態のＬＥＤライト１Ａ（ＬＥＤライト１Ｂ，１Ｃでも可能）を用いたコンビネーションランプ２００によれば、ＬＥＤ４において、光源である発光素子６からの光が、その素子６の直上方向に途中障害物に妨げられることなく放射されると共に、第１の反射鏡で側面方向へ反射されるので、ＬＥＤ４から出射される光が正面方向Ｚ並びに側面側全周囲方向へ放射される。この放射光が、内壁の各面２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃと、仕切板２０２の上下面２０２ａ，２０２ｂと、台座２０３の上側面２０３ｂ，２０３ｂとで反射される。この反射光が、矢印Ｚ，Ｘ１，Ｚ１，Ｚ２で示すように、カバー２０１の正面側、一側面側、上下面側へ出射される。

従って、光源（ＬＥＤ４）から直接出射される光を、従来のように途中で妨げることなく放射し、この放射光を、さらにカバー２０１の内面全てで効率よく反射するので、より明るいコンビネーションランプ２００を形成することができ、自動車の真後ろだけでなく、上下左右方向からの光の視認性も向上させることができる。

（実施の形態１４）
図３８は、実施の形態１４に係る自動車用リヤコンビネーションランプ２００Ａを示し、実施の形態１３と同様の構成を有する部分については共通の引用数字を付しているので重複する説明を省略する。このリヤコンビネーションランプ２００Ａでは、周囲リフレクタとしての第２の反射鏡３とＬＥＤ４とを有して楕円状に形成されたＬＥＤライト１Ａを横１列に３個設け、縦３段に配置して台座２０３に支持固定しており、リヤコンビネーションランプの正面は透光性を有する樹脂によって形成されたカバー２０１で覆われている。また、カバー２０１の内部には全てにアルミ蒸着を施して光反射面を形成している。

図３９は、図３８のＪ−Ｊ部で切断した断面を示し、ＬＥＤライト１Ａは、奥行き方向（Ｚ方向）に対して一部が重複するように配置されており、紙面左側に位置するＬＥＤライト１Ａがその右側に位置するＬＥＤライト１Ａより手前側に配置されるように設けられている。

第２の反射鏡３は、ＬＥＤ４を中心に配置して複数の反射面を同心円状に配置した構成を有する。

ＬＥＤ４は、背後に設けられる取付基板に電気的に接続されるとともに第２の反射鏡３に対して所定の位置に配置されるように位置決めされている。

上記した実施の形態１４によれば、楕円状の複数のＬＥＤライト１Ａをカバー２０１内で奥行き方向に重複して配置したので、ＬＥＤライト１Ａの点灯時に反射パターンに基づく斬新な視覚性が得られる。また、ＬＥＤライト１Ａが点灯していないとき（例えば、昼間時）でもカバー２０１を透過して外部から入射した光がリヤコンビネーションランプの第２の反射鏡３を含む光反射面で反射されて奥行き感のある見栄えを実現し、斬新な視覚性を付与することができる。なお、ＬＥＤライト１Ａの個数および配列については図示する構成に限定されない。また、配置についても同様であり、例えば、一列の中央に配置されるＬＥＤライト１Ａを隣接する他の２つのＬＥＤライト１Ａより手前側あるいは奥側に配置するようにしてもよい。

また、灯具としての配光特性をレンズ等の光学部品によらずに第２の反射鏡３の反射に基づく光学制御で確保することができるので、カバー２０１を素通し構造とすることができ、点灯時に透明感のある光を照射できる。また、非点灯時についてもカバー２０１の内部が視認できるので、第２の反射鏡３の形状に基づく斬新な視覚性が得られる。なお、カバー２０１については無色のものを用いることの他に、例えば、赤、黄、オレンジ等の色に着色されたものを用いてもよい。

また、灯具としての配光特性をレンズ等の光学部品によって制御するようにしてもよい。例えば、カバー２０１の光透過部分にレンズを形成することも可能である。

（実施の形態１５）
図４０は、実施の形態１５に係る自動車用リヤコンビネーションランプ２００Ｂの断面を示し、ＬＥＤライト１Ａは、実施の形態１０で説明したものと同様に、ＬＥＤ４の発光素子（図示せず）の中心軸方向に対して傾きを有して光を放射するように形成された反射面３ａ、３ｂ、３ｃ、および３ｄからなる第２の反射鏡３を有し、カバー２０１の内面に沿って配置されている。なお、同図においてはＬＥＤライト１Ａの第２の反射鏡３を一体的に設けた構成としているが、これらを個々に独立して形成し、カバー２０１の内面に沿って配置するようにしてもよい。その他の構成については実施の形態１４と同様であり、同一の構成については共通の引用数字を付しているので重複する説明を省略する。

上記した実施の形態１５によれば、ＬＥＤライト１Ａをカバー２０１の内面に沿って配置したので、車体側への突出量を低減でき、薄型のリヤコンビネーションランプ２００Ｂを提供することができる。

図１は本発明の実施の形態１にかかる発光器の全体構成を示す平面図である。 図２は本発明の実施の形態１にかかる発光器の光源としてのＬＥＤを示す平面図である。 図３は本発明の実施の形態１にかかる発光器の光源としてのＬＥＤを示す縦断面図である。 図４は本発明の実施の形態１にかかる発光器の製造方法を示す縦断面図である。 図５は本発明の実施の形態２にかかる発光器を示す平面図である。 図６は本発明の実施の形態３にかかる発光器とその発光器における発光点の分布を示す平面図である。 図７は本発明の実施の形態３にかかる発光器を示すＡ−Ａ縦断面図である。 図８は本発明の実施の形態４にかかる発光器の光源を示す縦断面図である。 図９は本発明の実施の形態５にかかる発光器の光源を示す縦断面図である。 図１０は本発明の実施の形態６にかかる発光器の光源を示す平面図である。 図１１は本発明の実施の形態７にかかる発光器の光源を示す平面図である。 図１２は本発明の実施の形態８にかかる灯具を示す斜視図である。 図１３は本発明の実施の形態９にかかる発光器の反射面の一部を示す拡大斜視図である。 図１４は本発明の実施の形態９にかかる発光器の全体構成を示す平面図である。 図１５は本発明の実施の形態１０にかかる発光器の全体構成を示す縦断面図である。 図１６（ａ）は本発明の実施の形態１０にかかる発光器の光源としてのＬＥＤを示す平面図、（ｂ）は縦断面図である。 図１７は本発明の実施の形態１０にかかる発光器を車体に取り付けた状態を示す横断面図である。 図１８は本発明の実施の形態１１にかかる発光器の構成を示す縦断面図である。 図１９は本発明の実施の形態１２にかかる発光器の全体構成を示す平面図である。 本発明の実施の形態１３に係る自動車のコンビネーションランプの概観構成を示す斜視図である。 図２０のＣ−Ｃ断面図である。 コンビネーションランプのＬＥＤ取付基板の斜視図である。 ＬＥＤ取付基板におけるＬＥＤの取付部分の拡大図である。 （ａ）はＬＥＤを用いたＬＥＤライトの全体構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図、（ｃ）は（ｂ）のＰ部分の拡大図である。 ＬＥＤライトの光源であるＬＥＤの縦断面図である。 ＬＥＤの構成を示す平面図である。 ＬＥＤに用いられる発光素子の構成を示す断面図である。 リードフレームを水平方向に突き出した場合のＬＥＤの縦断面図である。 図２９は本発明の実施の形態１３にかかる発光器の製造方法を示す縦断面図である。 （ａ）はＬＥＤにおいて広面積形状のリードフレームを用いた場合の平面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図、（ｃ）は（ｂ）にフィンを設けた図である。 ＬＥＤライトの光源であるＬＥＤの第１の変形例を示す縦断面図である。 ＬＥＤライトの光源であるＬＥＤの第２の変形例を示す縦断面図である。 ＬＥＤライトの光源であるＬＥＤの第３の変形例を示す説明図である。 ＬＥＤライトの第４の変形例を示す部分拡大図である。 ＬＥＤライトの光源であるＬＥＤの第５の変形例を示す縦断面図である。 （ａ）ＬＥＤライトの第５の変形例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面図、（ｃ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面図、（ｄ）は（ａ）のＧ−Ｇ断面図である。 （ａ）はＬＥＤライトの第６の変形例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ断面図、（ｃ）は（ａ）のＩ−Ｉ断面図である。 本発明の実施の形態１４に係る自動車のコンビネーションランプの正面図である。 図３８に示すコンビネーションランプのＪ−Ｊ部における断面図である。 本発明の実施の形態１５に係る自動車のコンビネーションランプの断面図である。 図４１は、従来の発光器の構造を示す縦断面図である。 図４２は、従来の発光器を自動車のバックライトに応用した例を示す横断面図である。 （ａ）は特許文献１に係る発光器を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＫ−Ｋ部の断面図である。 （ａ）は特許文献２に係る発光器を示す縦断面図、（ｂ）は発光器の構成を示す部分斜視図である。

符号の説明

１、発光器 １ａ、上面 １ｂ、側面 １Ａ、ＬＥＤライト
１Ｂ、ＬＥＤライト １Ｃ、ＬＥＤライト ２、反射板 ２ａ、外周
２ｂ、底部 ３、第２の反射鏡
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、（光学制御面）反射面 ４、光源
５ａ、５ｂ、５ｃ、リードフレーム
５ａ，５ｂ，５ｃ、リードフレーム（リード板） ６、発光素子
７、ボンディングワイヤ ８，８ａ，８ｂ、樹脂（透明エポキシ樹脂）
９、第１の反射鏡（上面） ９Ａ、金属反射膜 ９ａ、平坦面
９ｂ、上面（反射面） ９ｄ、反射鏡 ９ｅ、環状反射鏡 ９ｆ、反射鏡
１０、側面（側面放射面） １０Ａ、側面 １１、発光器 １２、反射板
１２Ａ、基板 １２ａ、外周 １２ｂ、底部
１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、各反射面（光学制御面）
１４、光源 １５、光学体 １５Ａ、発光点 １５ａ、面 １６、反射鏡
１７、反射面 １８、フレネルレンズ １９、ＬＥＤ ２０、透明エポキシ樹脂
２１、発光器 ２２、反射板 ２２ａ、外周 ２２ｂ、底部
２３，２３ａ、反射面 ２４、光源 ２６、反射鏡 ２７、反射面
２８、反射型ＬＥＤ ２９、カップ形反射鏡 ３０、透明エポキシ樹脂
３４、光源 ３５、ランプ型ＬＥＤ ４１、灯具 ４１Ａ、発光器
４２、灯具内壁 ４２Ａ、反射板 ４２ｂ、底面 ４３、発光器
４３Ａ、反射面 ４４、光源 ４５、ＬＥＤ
４７、光学制御面 ４８、斜方反射面
５０、発光器 ５２、フレネルレンズ ５３、バックライト ５４、傾斜箇所
５６、フレネルレンズ ６１、ドーム部 ６１Ａ、ベース部 ６２、光源
６３、入射面 ６４、反射領域 ６４Ａ、反射面 ６５、直接伝導領域
６６、反射領域 ６６Ａ、抽出面 ６７、照射面 ６８、縁 ７２、ポスト
７４、レンズ要素 ７５、光学要素 ７５Ａ、ピローレンズ ８０、光源
８１、反射面 ８１ａ、方物反射面 ８２、反射面 ８２ａ、小反射面
１０１、基板 １０２、ｎ型ＡｌＩｎＧａＰクラッド層
１０３、多重井戸活性領域 １０４、ｐ型ＡｌＩｎＧａＰクラッド層
１０５、ｐ型ＧａＰウィンドウ層 １０６、ＡｕＺｎコンタクト
１０７、Ａｌボンディングパッド １０８、Ａｕ合金電極
１２０ａ，１２０ｂ、リードフレーム １２２ａ，１２２ｂ、リードフレーム
１２２ｃ、フィン ２００、コンビネーションランプ
２００Ａ、リヤコンビネーションランプ
２００Ｂ、リヤコンビネーションランプ ２０１、カバー ２０１ａ、天井面
２０１ｃ、側面 ２０１ｂ、底面 ２０２、仕切板 ２０２ａ、上面
２０２ｂ、下面 ２０３、台座 ２０３ａ、上面 ２０３ｂ、側面
２１０、取付基板 ２１１ａ，２１１ｂ、配線パターン ２１３、取付部
３００Ａ，３００Ｂ、金型 ３００Ｃ，３００Ｄ、空間
３００Ｅ、キャスティング ３００Ｆ、底部内周面

Claims (3)

1. 発光素子が発する光を、前記発光素子の中心軸と直交ないしは前記中心軸と大きな角度をなす方向へ放射する光学系を備える光源と、
   前記光源から放射された光を所定の放射方向に反射する複数の反射面を有し、前記複数の反射面が前記中心軸を中心として前記光源を取り囲むように配置された反射器とを備え、
   前記反射器の前記複数の反射面は、前記発光素子の前記中心軸に対して所定の傾きを有する方向に前記光を反射する第１の角度、及び前記光源の半径方向に対して所定の傾きを有する方向に前記光を反射する第２の角度を設定され、前記第１及び第２の角度に応じて前記光を前記所定の照射方向に反射することを特徴とする発光器。
2. 前記光源及び前記反射器は、傾斜箇所に設置されている請求項１に記載の発光器。
3. 請求項１又は２に記載の発光器を用いた自動車のバックライト。

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