JPH0439794B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0439794B2 JPH0439794B2 JP60004354A JP435485A JPH0439794B2 JP H0439794 B2 JPH0439794 B2 JP H0439794B2 JP 60004354 A JP60004354 A JP 60004354A JP 435485 A JP435485 A JP 435485A JP H0439794 B2 JPH0439794 B2 JP H0439794B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spheroid
- lens
- light
- light source
- axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/52—Encapsulations
- H01L33/54—Encapsulations having a particular shape
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
この発明は透光性の樹脂でモールドしてなるレ
ンズを備えた発光ダイオードに関する。 （従来の技術） この種発光ダイオードにおいて、高い指向性を
得るために樹脂モールドからなるレンズの表面を
回転楕円体としたものを使用することが考えられ
ている。第１図はその一例を示し、レンズＭを透
光性の樹脂モールドして形成する場合、このレン
ズＭを回転楕円体とし、この回転楕円体の、その
表面Ｓとは反対側にある一方の焦点に発光ダイオ
ードチツプからなる光源Ｌを配置する。そして焦
点とこの回転楕円体の中心Ｃとの間の距離をＤ、
前記樹脂の屈折率をｎとした場合、長軸がnD、
短軸がn2−1Dとなるような回転楕円体とすれば、
光源Ｌからの光はレンズＭによつて屈折され、表
面Ｓから出てくる屈折光は光軸（回転楕円体の長
軸）に対して平行するようになる。 しかしながら実際問題としてこの樹脂モールド
されたレンズと光源とが所定の相対的位置関係を
維持するように製作することは極めて困難であ
り、そのため高い指向性を有する発光ダイオード
の製作は極めて歩留まりが悪いとされている。 （発明が解決しようとする問題点） この発明は光源の位置が少々ずれていても、な
お高い指向性を具備するようにすることを目的と
する。 （問題点を解決するための手段） この発明は透光性の樹脂によつてモールドされ
たレンズを備えてなる発光ダイオードにおいて、
前記レンズをその表面からの屈折光が光軸に対し
て平行するようにされた回転楕円体よりもその短
軸を短くし、かつ光源を前記回転楕円体の焦点よ
りも前記表面側に位置させるようにしたことを特
徴とする。 前記のように光源を一定の箇所すなわち焦点に
位置するようにして樹脂モールドすることは困難
であるが、その位置に固持されることなく若干の
ずれが許容されるならばその製作は容易である。
そしてその位置を回転楕円体の表面側にずらすよ
うにすれば、この種発光ダイオードの小型化が期
待できるようになる。 今第２図に示すように、第１図の回転楕円体Ｅ
についてその長軸をＹ軸に、またこの長軸と表面
Ｓとの交点を通る接線をＸ軸とした場合、一般の
楕円方程式から次の方程式 ｙ＝√2 2−（2 2−１）2−nD が得られる。 ここで屈折率ｎが1.5の樹脂によつて、焦点Ｆ
と中心Ｃとの距離Ｄが２（したがつてnDは３、ま
た原点から焦点までの距離は５となる。）、短軸が
約2.24の回転楕円体からなるレンズＭを製作した
場合、光源を焦点Ｆ（−５，０）に設置すれば、
これからの光の屈折光はレンズＭの表面上におけ
るの任意の位置Ｐ（xi，yi）でも長軸（光軸）と
平行するようになる。このことは前述した通りで
ある。 これに対して光源ＬがＹ軸上に負の方向に0.5
だけずれた位置F1（−5.5，０）、および正の方向
に0.5だけずれた位置F2（−4.5，０）に設置され
たときの、表面Ｓ上の各位置Ｐ（xi，yi）におけ
る屈折光の、Ｙ軸に対する角度θ1，θ2を求める
と、次表のようになる。なお前記角度はＹ軸に対
して時計方向の角度を正としてある。またこの表
はＸが正の場合についてのみ示しているが、これ
が負の場合については単に対称となるのみである
ことは容易に理解されよう。
ンズを備えた発光ダイオードに関する。 （従来の技術） この種発光ダイオードにおいて、高い指向性を
得るために樹脂モールドからなるレンズの表面を
回転楕円体としたものを使用することが考えられ
ている。第１図はその一例を示し、レンズＭを透
光性の樹脂モールドして形成する場合、このレン
ズＭを回転楕円体とし、この回転楕円体の、その
表面Ｓとは反対側にある一方の焦点に発光ダイオ
ードチツプからなる光源Ｌを配置する。そして焦
点とこの回転楕円体の中心Ｃとの間の距離をＤ、
前記樹脂の屈折率をｎとした場合、長軸がnD、
短軸がn2−1Dとなるような回転楕円体とすれば、
光源Ｌからの光はレンズＭによつて屈折され、表
面Ｓから出てくる屈折光は光軸（回転楕円体の長
軸）に対して平行するようになる。 しかしながら実際問題としてこの樹脂モールド
されたレンズと光源とが所定の相対的位置関係を
維持するように製作することは極めて困難であ
り、そのため高い指向性を有する発光ダイオード
の製作は極めて歩留まりが悪いとされている。 （発明が解決しようとする問題点） この発明は光源の位置が少々ずれていても、な
お高い指向性を具備するようにすることを目的と
する。 （問題点を解決するための手段） この発明は透光性の樹脂によつてモールドされ
たレンズを備えてなる発光ダイオードにおいて、
前記レンズをその表面からの屈折光が光軸に対し
て平行するようにされた回転楕円体よりもその短
軸を短くし、かつ光源を前記回転楕円体の焦点よ
りも前記表面側に位置させるようにしたことを特
徴とする。 前記のように光源を一定の箇所すなわち焦点に
位置するようにして樹脂モールドすることは困難
であるが、その位置に固持されることなく若干の
ずれが許容されるならばその製作は容易である。
そしてその位置を回転楕円体の表面側にずらすよ
うにすれば、この種発光ダイオードの小型化が期
待できるようになる。 今第２図に示すように、第１図の回転楕円体Ｅ
についてその長軸をＹ軸に、またこの長軸と表面
Ｓとの交点を通る接線をＸ軸とした場合、一般の
楕円方程式から次の方程式 ｙ＝√2 2−（2 2−１）2−nD が得られる。 ここで屈折率ｎが1.5の樹脂によつて、焦点Ｆ
と中心Ｃとの距離Ｄが２（したがつてnDは３、ま
た原点から焦点までの距離は５となる。）、短軸が
約2.24の回転楕円体からなるレンズＭを製作した
場合、光源を焦点Ｆ（−５，０）に設置すれば、
これからの光の屈折光はレンズＭの表面上におけ
るの任意の位置Ｐ（xi，yi）でも長軸（光軸）と
平行するようになる。このことは前述した通りで
ある。 これに対して光源ＬがＹ軸上に負の方向に0.5
だけずれた位置F1（−5.5，０）、および正の方向
に0.5だけずれた位置F2（−4.5，０）に設置され
たときの、表面Ｓ上の各位置Ｐ（xi，yi）におけ
る屈折光の、Ｙ軸に対する角度θ1，θ2を求める
と、次表のようになる。なお前記角度はＹ軸に対
して時計方向の角度を正としてある。またこの表
はＸが正の場合についてのみ示しているが、これ
が負の場合については単に対称となるのみである
ことは容易に理解されよう。
【表】
【表】
上記の表からも理解できるように光源Ｌが規定
の位置Ｆより遠い位置F1に設置された場合は、
屈折光は反時計方向に回動するように屈折される
ようになり、短軸付近では内部反射を起してしま
うようになる。また位置Ｆより近い位置F2に設
置された場合は内部反射などは起きず、したがつ
て指向性は改善されるが、しかし短軸付近ではＹ
軸方向に対して外側に向かう傾斜角度が大きくな
り、したがつて外部発散が顕著になつてくるよう
になる。 この発明では前記した短軸付近での外部発散を
解消させるために、この短軸を補正して短くする
ようにしたものである。具体的な例としてこの回
転楕円体の方程式を次のように改める。 ｙ＝√2 2−（2 2−１）2−4−nD すなわち焦点に光源を配置したときに表面から
の屈折光が、光軸に対して平行光線となる回転楕
円体の方程式に、たとえばCX4なる補正項を加え
た方程式にしたがう回転楕円体とし、かつ前記焦
点よりも表面Ｓ側に近い箇所をバラツキ中心とし
て光源を設置するようにする。前記Ｃを0.02とし
たときの各座標値に対する角θを求めたのが次の
表である。ただし光源は位置F2に設置した。
の位置Ｆより遠い位置F1に設置された場合は、
屈折光は反時計方向に回動するように屈折される
ようになり、短軸付近では内部反射を起してしま
うようになる。また位置Ｆより近い位置F2に設
置された場合は内部反射などは起きず、したがつ
て指向性は改善されるが、しかし短軸付近ではＹ
軸方向に対して外側に向かう傾斜角度が大きくな
り、したがつて外部発散が顕著になつてくるよう
になる。 この発明では前記した短軸付近での外部発散を
解消させるために、この短軸を補正して短くする
ようにしたものである。具体的な例としてこの回
転楕円体の方程式を次のように改める。 ｙ＝√2 2−（2 2−１）2−4−nD すなわち焦点に光源を配置したときに表面から
の屈折光が、光軸に対して平行光線となる回転楕
円体の方程式に、たとえばCX4なる補正項を加え
た方程式にしたがう回転楕円体とし、かつ前記焦
点よりも表面Ｓ側に近い箇所をバラツキ中心とし
て光源を設置するようにする。前記Ｃを0.02とし
たときの各座標値に対する角θを求めたのが次の
表である。ただし光源は位置F2に設置した。
【表】
【表】
この表における角θと前記角θ2とを比較すれば
明らかなように、同じＸ座標xiに対して角θは角
θ2よりも小さくなつている。このことはそれだけ
外部発散が少なくなつていることを意味してい
る。 第３図はこの発明の実施例を示し、透光性の樹
脂によつてモールドされたレンズを備えた発光ダ
イオードにおいて、そのレンズＭをこれからの屈
折光が光軸に対して平行するような回転楕円体
（これを点線で示す。）よりもその短軸を短くし、
かつ光源Ｌを前記回転楕円体の焦点よりも表面Ｓ
側に位置させることにより、表面からの屈折光が
前記光軸に平行する線に接近するようにしてあ
る。このようにすれば光源の位置が少々ずれて設
置されても屈折光の外部発散は極力回避できる
し、また内部反射により前方に出ない光を極力へ
らすことができるようになる。 （発明の効果） 以上詳述したようにこの発明によれば、光源の
位置が若干ずれて製作されても、なお高指向性が
維持されるようになるといつた効果を奏する。
明らかなように、同じＸ座標xiに対して角θは角
θ2よりも小さくなつている。このことはそれだけ
外部発散が少なくなつていることを意味してい
る。 第３図はこの発明の実施例を示し、透光性の樹
脂によつてモールドされたレンズを備えた発光ダ
イオードにおいて、そのレンズＭをこれからの屈
折光が光軸に対して平行するような回転楕円体
（これを点線で示す。）よりもその短軸を短くし、
かつ光源Ｌを前記回転楕円体の焦点よりも表面Ｓ
側に位置させることにより、表面からの屈折光が
前記光軸に平行する線に接近するようにしてあ
る。このようにすれば光源の位置が少々ずれて設
置されても屈折光の外部発散は極力回避できる
し、また内部反射により前方に出ない光を極力へ
らすことができるようになる。 （発明の効果） 以上詳述したようにこの発明によれば、光源の
位置が若干ずれて製作されても、なお高指向性が
維持されるようになるといつた効果を奏する。
第１図はこの発明の原形を示す断面図、第２図
はこの発明の動作原理を説明するための座標図、
第３図はこの発明の実施例を示す断面図である。 Ｒ…樹脂モールド、Ｍ…レンズ、Ｓ…表面、Ｌ
…光源。
はこの発明の動作原理を説明するための座標図、
第３図はこの発明の実施例を示す断面図である。 Ｒ…樹脂モールド、Ｍ…レンズ、Ｓ…表面、Ｌ
…光源。
Claims (1)
- １ 透光性の樹脂によつてモールドされたレンズ
を備えてなる発光ダイオードにおいて、前記レン
ズをその表面からの屈折光が光軸に対して平行す
るようにされた回転楕円体よりもその短軸を短く
し、かつ光源を前記回転楕円体の焦点よりも前記
表面側に位置させることにより、前記屈折光が前
記光軸に平行する線に接近するようにしてなる発
光ダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60004354A JPS61163673A (ja) | 1985-01-14 | 1985-01-14 | 発光ダイオ−ド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60004354A JPS61163673A (ja) | 1985-01-14 | 1985-01-14 | 発光ダイオ−ド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61163673A JPS61163673A (ja) | 1986-07-24 |
| JPH0439794B2 true JPH0439794B2 (ja) | 1992-06-30 |
Family
ID=11582065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60004354A Granted JPS61163673A (ja) | 1985-01-14 | 1985-01-14 | 発光ダイオ−ド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61163673A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02187896A (ja) * | 1989-01-14 | 1990-07-24 | Matsushita Electric Works Ltd | 光電式煙感知器 |
| JPH0679163U (ja) * | 1993-04-21 | 1994-11-04 | 有限会社シマテック | Ｌｅｄランプ・安定照明器 |
| JP3420612B2 (ja) * | 1993-06-25 | 2003-06-30 | 株式会社東芝 | Ｌｅｄランプ |
| DE19631736A1 (de) * | 1996-08-06 | 1998-02-12 | Stm Sensor Technologie Muenche | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Linsen mikrooptischer Systeme sowie Lichtsender/Lichtempfängersystem |
| JP3813509B2 (ja) * | 2001-12-28 | 2006-08-23 | 株式会社東芝 | レンズ一体型発光素子及び航空障害灯 |
-
1985
- 1985-01-14 JP JP60004354A patent/JPS61163673A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61163673A (ja) | 1986-07-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |