JPH0439236B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は交通機関の信号灯光、例えば信号器の
灯具や、自動車の尾灯などを一層の信頼性の向上
を目的として、固体光源である発光ダイオードを
光源とするときに、発生しがちである発光面の発
光むらを改善するものである。

［従来の技術］ 従来この種の第４図に示したような発光ダイオ
ード灯具に発光光源として使用する発光ダイオー
ドは指向性が鋭く狭いものであるので、どのよう
に前面レンズ３のレンズカツトを工夫しても前記
前面レンズ３の全面を均一に発光させることが困
難であり、この解決の方法としては、第４図に示
すように、前記発光ダイオード１をプリント基板
２に物理的に可能なかぎり近接して配設して前記
前面レンズ３の面における発光むらを低減するこ
とが唯一の解決手段であつた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来の技術において前面レンズ
の面での発光むらの解決方法では、第一に、前記
発光むらは、前記で説明した物理的に可能なかぎ
りに近接して配設しただけでは未だ解決するのに
充分とは言えないものであり、これは前記発光ダ
イオードが光軸上に光が集中している事から生じ
る問題である。第二は、上記のように発光ダイオ
ードを近接して配設することは、発熱の問題点を
生じるものであり、放熱板などの放熱手段を必要
とすると共に、特に中心部の発光ダイオードは前
記発熱の集中によつて、熱破壊を生じる危険性が
大変に高くなるものである、このことは同一の発
光ダイオードによる光源を使用しているにも拘わ
らず、その周辺部に配設されたものと、中心部に
配設されたものでは信頼性に差を生じるという品
質保障上の問題点を生じ、更には、灯具の中心部
ほど高熱になるので、前記発光ダイオードに熱に
よる発光効率の差を生じて、中心部ほど暗くな
り、前記灯具に前記で説明した発光ダイオードの
鋭い指向性に原因する発光むらと別に、大きな範
囲での発光むらも合わせて生じるという新たな問
題点も生じ。第三には発光むらを解決するため
に、例えば本来必要とする照度を確保するための
発光ダイオードの数以上にその数を使用しなけれ
ばならない経済効率上の問題点、及び、それによ
る消費電力の必要以上の増加という問題点を生じ
るものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は前記した問題点を解決するための具体
的な手段として配光特性を定めるための前面レン
ズと、光源である一個以上の発光ダイオードを有
する発光ダイオード灯具において、前記前面レン
ズと前記発光ダイオードの中間の位置に前記発光
ダイオードの光軸と光学的に同軸に設けた、例え
ばフレネルカツトなどの凸レンズカツトによつて
総合的には凸であるインナーレンズがあり、前記
発光ダイオードの発光面側がチツプを中心とする
球面状の樹脂モールドとしてあることを特徴とす
る発光ダイオード灯具を提供することによつて、
必要最小限の発光ダイオードの数においても前記
前面レンズの面における発光むらを無くして、上
記の従来の問題点を解決するものである。

［実施例］ 次に、本発明を図に示す実施例に基づいて詳細
に説明する。尚、理解を容易にするために、従来
例と同じ部分には同じ符号を付けて説明する。

第１図に示すものは、光源である発光ダイオー
ドが一個のときの実施例であり、本発明の最も基
本的なものである。従来例と同様に発光ダイオー
ド１がプリント基板２にとりつけられて、その前
面側には前面レンズ３が設けられているが、前記
発光ダイオード１と前記前面レンズ３の中間に
は、前面発光ダイオード１と光学的に同軸となる
ように、フレネルレンズなどと称されているレン
ズカツトの方法によつて凸レンズに形成されてい
るインナーレンズ４が設けられている。この時の
前記インナーレンズ４の配設の位置は前記発光ダ
イオード１からの放射される光が、前記前面レン
ズ３の有効面を充分に覆うまで拡散される位置で
あり、作用は前記した発光ダイオード１からの放
射される光を平行光線とするものである。更に、
前記発光ダイオード１はチツプが球面の中心とな
るように透明な、例えばエポキシ樹脂でモールド
されたものであり、それによつて前記発光ダイオ
ードは放射する光に指向性を持たないものとなつ
ている。

第２図は前記発光ダイオード１を更に詳細に示
すものであつて、半導体による発光ダイオードの
チツプ１ａはリードフレーム１ｂにマウントされ
た後に、防湿と光学的な効果を兼ねて、透明なエ
ポキシ樹脂１ｃなどでモールドされるが、この時
に前面側、すなわち発光側は前記チツプを中心と
する球面に仕上げられて発光の指向性を無いもの
とされる。

第３図は本発明を光源である発光ダイオードを
複数個使用した灯具に実施した例であり、図面が
複雑化するのを避けるために一個のエレメントに
付いて図示したものである。この複雑の場合に
は、まず前記灯具に要求される照度から必要な前
記発光ダイオード１の数が決定され一個の前記発
光ダイオード１の受け持つ範囲が定められる。こ
れは前記発光ダイオード１の有効光束を必要照度
で除することで容易に計算出来るものであり、こ
の計算に従つて前記発光ダイオードの必要な数及
び配設する間隔を決定することが出来る。以上の
方法で決定した数と間隔で前記発光ダイオード１
がプリント基板２上に配設され、該発光ダイオー
ド１の光軸上にインナーレンズ５が設けられる
が、該インナーレンズ５の一つのエレメント５ａ
も前記発光ダイオード１の数と間隔に対応してい
て光学的にも同軸である。以上に説明したエレメ
ントが必要数だけ繰り返されることでインナーレ
ンズ５が形成され、同様に全体の発光ダイオード
灯具も形成される。

［作 用］ 本発明により、光源である発光ダイオードの発
する光の放射角を広げるために、該発光ダイオー
ドの樹脂ケースを半導体チツプを中心とする球面
状のモールドとすると共に、前記発光ダイオード
と前面レンズの中間の適宜な位置にインナーレン
ズを設けた事によつて、前記発光ダイオードの光
を放射する角度を広くすると共に、前記インナー
レンズで平行光線として前記前面レンズに入射す
るものとなり、例えば電球と反射鏡を使用した灯
具と同程度に前記前面レンズ面における発光むら
を無くすものである。

［発明の効果］ 以上に詳細に説明したように、本発明によつて
光源である発光ダイオードを半導体のチツプを中
心とする球面状の樹脂モールドのものとして、更
に前記発光ダイオードと前面レンズの中間の適宜
の位置にインナーレンズを設けたことによつて、
前記前面レンズの面における発光むらをないもの
とすると共に、使用する発光ダイオードの全体の
数も最低限の数とすることを合わせて可能とし、
また、灯具が前記発光ダイオードの近接によつて
高温となり前記発光ダイオードの寿命を短くし
て、信頼性に問題を生じていた点も解決し。更に
は、消費電力も適正なものにするなど、実用性の
面でも、信頼性の面でも優れた効を奏するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る発光ダイオード灯具の一
実施例をしめす断面図、第２図は第１図の発光ダ
イオードの部分を拡大して示す説明図、第３図は
本発明の別の実施例を要部で示す断面図、第４図
は従来例を示す断面図である。 １……発光ダイオード、２……プリント基板、
３……前面レンズ、４，５……インナーレンズ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 配光特性を定めるための前面レンズと、光源
   である一個以上の発光ダイオードを有する発光ダ
   イオード灯具において、前記前面レンズと前記発
   光ダイオードの中間の位置に、前記発光ダイオー
   ドの光軸と光学的に同軸に設けた、例えばフレネ
   ルカツトなどの凸レンズカツトによつて総合的に
   は凸であるインナーレンズがあり、前記発光ダイ
   オードの発光面側がチツプを中心とする球面状の
   樹脂モールドとしてあることを特徴とする発光ダ
   イオード灯具。