JPH05136464A - 発光ダイオード - Google Patents
発光ダイオードInfo
- Publication number
- JPH05136464A JPH05136464A JP3321371A JP32137191A JPH05136464A JP H05136464 A JPH05136464 A JP H05136464A JP 3321371 A JP3321371 A JP 3321371A JP 32137191 A JP32137191 A JP 32137191A JP H05136464 A JPH05136464 A JP H05136464A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- light
- emitting diode
- concave
- emitting element
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 広い配光特性で、かつ放射面全体が発生して
いるように見える視認性のよい発光ダイオードを提供す
る。 【構成】 凹面状反射面22を回転放物面状に形成し、
その焦点位置に発光素子12を配置する。発光素子12
の背面側に放射面24を形成する。放射面26を多数の
微細な凹球面26により形成する。発光素子12が発す
る光は凹面状反射面22により反射され、平行光として
放射面24に向かう。これらの平行光は各凹球面26で
前方に広がるように屈折し、各凹球面26から放射され
た光は効果的に重ね合わされる。
いるように見える視認性のよい発光ダイオードを提供す
る。 【構成】 凹面状反射面22を回転放物面状に形成し、
その焦点位置に発光素子12を配置する。発光素子12
の背面側に放射面24を形成する。放射面26を多数の
微細な凹球面26により形成する。発光素子12が発す
る光は凹面状反射面22により反射され、平行光として
放射面24に向かう。これらの平行光は各凹球面26で
前方に広がるように屈折し、各凹球面26から放射され
た光は効果的に重ね合わされる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発光素子が発する光を
凹面状反射面で反射した後に外部に放射する発光ダイオ
ードに関するものである。
凹面状反射面で反射した後に外部に放射する発光ダイオ
ードに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6(a)は従来の発光ダイオードの概
略平面図、図6(b)はその発光ダイオードのB−B矢
視方向概略断面図、図7はその発光ダイオードを遠方か
ら見たときの発光部分の見え方を説明する図である。図
6(a),(b)に示す発光ダイオードは、発光素子5
2と、リード54a,54bと、ワイヤ56と、光透過
性樹脂58と、凹面状反射面62と、放射面64とを有
する。
略平面図、図6(b)はその発光ダイオードのB−B矢
視方向概略断面図、図7はその発光ダイオードを遠方か
ら見たときの発光部分の見え方を説明する図である。図
6(a),(b)に示す発光ダイオードは、発光素子5
2と、リード54a,54bと、ワイヤ56と、光透過
性樹脂58と、凹面状反射面62と、放射面64とを有
する。
【0003】発光素子52は一方のリード54a上にマ
ウントされ、また、ワイヤ56により他方のリード54
bと電気的に接続されている。発光素子52、リード5
4a,54bの先端部及びワイヤ56は、光透過性材料
58により一体的に封止されている。発光素子52の発
光面に対向する側に凹面状反射面62が形成され、発光
素子52の背面側に平坦な放射面64が形成されてい
る。凹面状反射面62は光透過性材料58の一方の面を
鍍金や金属蒸着等によって鏡面加工したものである。
ウントされ、また、ワイヤ56により他方のリード54
bと電気的に接続されている。発光素子52、リード5
4a,54bの先端部及びワイヤ56は、光透過性材料
58により一体的に封止されている。発光素子52の発
光面に対向する側に凹面状反射面62が形成され、発光
素子52の背面側に平坦な放射面64が形成されてい
る。凹面状反射面62は光透過性材料58の一方の面を
鍍金や金属蒸着等によって鏡面加工したものである。
【0004】また、かかる反射型の発光ダイオードで
は、凹面状反射面62の端縁の直径が発光素子52の一
辺の長さに対してある程度以上大きくないと、発光素子
52及びリード54a,54bの影によって生じる影響
が大きくなる。このため、一般に、発光素子の一辺の長
さに対して凹面状反射面の端縁の直径はかなり大きく形
成されている。
は、凹面状反射面62の端縁の直径が発光素子52の一
辺の長さに対してある程度以上大きくないと、発光素子
52及びリード54a,54bの影によって生じる影響
が大きくなる。このため、一般に、発光素子の一辺の長
さに対して凹面状反射面の端縁の直径はかなり大きく形
成されている。
【0005】このように構成された発光ダイオードで
は、発光素子52が発する光を一度、凹面状反射面62
で反射した後に放射面64から外部に放射されるので、
発光素子52が発する光の略全光束を前方に放射するこ
とができる。しかも、凹面状反射面62を所望の形状に
設計することにより、配光を容易に設定することができ
る。このため、視認角を広く設定した場合でも、この角
度範囲内の各方向には十分な光を放射することができ
る。
は、発光素子52が発する光を一度、凹面状反射面62
で反射した後に放射面64から外部に放射されるので、
発光素子52が発する光の略全光束を前方に放射するこ
とができる。しかも、凹面状反射面62を所望の形状に
設計することにより、配光を容易に設定することができ
る。このため、視認角を広く設定した場合でも、この角
度範囲内の各方向には十分な光を放射することができ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発光ダ
イオードを視認角が広いものとした場合、放射面64を
平坦に形成しているため、遠方からは凹面状反射面の一
部(図7における斜線部)のみが光っているようにしか
視認できない。このみかけの発光部分は、発光素子の一
辺の長さに対する凹面状反射面の端縁の直径が大きいほ
ど凹面状反射面全体に対して小さくなる。したがって、
発光素子52及びリード54a,54bによる影の影響
を小さくするために、発光素子52の一辺の長さに対し
て凹面状反射面62の端縁の直径を大きく形成すると、
発光ダイオードの発光状態が見にくくなってしまう。
イオードを視認角が広いものとした場合、放射面64を
平坦に形成しているため、遠方からは凹面状反射面の一
部(図7における斜線部)のみが光っているようにしか
視認できない。このみかけの発光部分は、発光素子の一
辺の長さに対する凹面状反射面の端縁の直径が大きいほ
ど凹面状反射面全体に対して小さくなる。したがって、
発光素子52及びリード54a,54bによる影の影響
を小さくするために、発光素子52の一辺の長さに対し
て凹面状反射面62の端縁の直径を大きく形成すると、
発光ダイオードの発光状態が見にくくなってしまう。
【0007】このため、かかる発光ダイオードを複数直
線状に配列して、たとえばディスプレイ用の線状光源を
形成した場合、各発光ダイオードは発光点が小さく、ボ
ツボツした印象を与えるので、線状光源としての質が劣
る。
線状に配列して、たとえばディスプレイ用の線状光源を
形成した場合、各発光ダイオードは発光点が小さく、ボ
ツボツした印象を与えるので、線状光源としての質が劣
る。
【0008】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、広い配光特性で、かつ放射面全体が発光してい
るように見える視認性のよい発光ダイオードを提供する
ことを目的とするものである。
であり、広い配光特性で、かつ放射面全体が発光してい
るように見える視認性のよい発光ダイオードを提供する
ことを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明は、発光素子と、該発光素子に電力を供給す
るリード部と、前記発光素子の発光面に対向して設けら
れた凹面状反射面と、前記発光素子が発し前記凹面状反
射面により反射された光を外部に放射する放射面とを有
する発光ダイオードにおいて、前記放射面に多数の光学
面が形成されたことを特徴とするものである。
めの本発明は、発光素子と、該発光素子に電力を供給す
るリード部と、前記発光素子の発光面に対向して設けら
れた凹面状反射面と、前記発光素子が発し前記凹面状反
射面により反射された光を外部に放射する放射面とを有
する発光ダイオードにおいて、前記放射面に多数の光学
面が形成されたことを特徴とするものである。
【0010】
【作用】本発明は上記の構成によって、放射面を多数の
光学面により形成したので、凹面状反射面により反射さ
れた光は、各光学面で屈折して効果的に重ね合わされて
外部に放射される。このため、広い配光特性としても凹
面状反射面の全体が光っているように視認することがで
き、発光ダイオードの発光状態が見やすくなる。
光学面により形成したので、凹面状反射面により反射さ
れた光は、各光学面で屈折して効果的に重ね合わされて
外部に放射される。このため、広い配光特性としても凹
面状反射面の全体が光っているように視認することがで
き、発光ダイオードの発光状態が見やすくなる。
【0011】
【実施例】以下に本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図1(a)は本発明の一実施例である発
光ダイオードの概略平面図、図1(b)はその発光ダイ
オードのA−A矢視方向概略断面図、図2はその発光ダ
イオードの放射面の概略部分拡大平面図、図3はその発
光ダイオードの放射面の概略部分拡大断面図及び光の光
路図、図4はその発光ダイオードを遠方から見たときの
発光部分の見え方を説明する図である。
して説明する。図1(a)は本発明の一実施例である発
光ダイオードの概略平面図、図1(b)はその発光ダイ
オードのA−A矢視方向概略断面図、図2はその発光ダ
イオードの放射面の概略部分拡大平面図、図3はその発
光ダイオードの放射面の概略部分拡大断面図及び光の光
路図、図4はその発光ダイオードを遠方から見たときの
発光部分の見え方を説明する図である。
【0012】図1(a),(b)に示す発光ダイオード
は、発光素子12と、リード14a,14bと、ワイヤ
16と、光透過性材料18と、凹面状反射面22と、放
射面24とを備えるものである。発光素子12は、一方
のリード14a上にマウントされ、他方のリード14b
とはワイヤ16により電気的に接続されている。発光素
子12の発光面は一辺の長さが0.3mmの正方形状に
形成している。また、発光素子12、リード14a,1
4bの先端部及びワイヤ16は光透過性材料18により
一体的に封止されている。発光素子12の発光面に対向
する側に凹面状反射面22が形成され、発光素子12の
背面側に放射面24が形成されている。凹面状反射面2
2は、光透過性材料18の凸面を鍍金や金属蒸着等によ
り鏡面加工したものであり、鏡面加工の際にはリード1
4a,14b間の短絡を防止するためにリード14a,
14bには絶縁が施されている。凹面状反射面22は回
転放物面形状に形成され、その焦点の位置に発光素子1
2を配置している。
は、発光素子12と、リード14a,14bと、ワイヤ
16と、光透過性材料18と、凹面状反射面22と、放
射面24とを備えるものである。発光素子12は、一方
のリード14a上にマウントされ、他方のリード14b
とはワイヤ16により電気的に接続されている。発光素
子12の発光面は一辺の長さが0.3mmの正方形状に
形成している。また、発光素子12、リード14a,1
4bの先端部及びワイヤ16は光透過性材料18により
一体的に封止されている。発光素子12の発光面に対向
する側に凹面状反射面22が形成され、発光素子12の
背面側に放射面24が形成されている。凹面状反射面2
2は、光透過性材料18の凸面を鍍金や金属蒸着等によ
り鏡面加工したものであり、鏡面加工の際にはリード1
4a,14b間の短絡を防止するためにリード14a,
14bには絶縁が施されている。凹面状反射面22は回
転放物面形状に形成され、その焦点の位置に発光素子1
2を配置している。
【0013】発光ダイオードは、凹面状反射面22の端
縁の直径が5mmであるように形成し、光透過性材料1
8としては屈折率が約1.5であるものを使用してい
る。
縁の直径が5mmであるように形成し、光透過性材料1
8としては屈折率が約1.5であるものを使用してい
る。
【0014】放射面24は、図1(b)及び図2に示す
ように密に形成された多数の微細な凹球面26により形
成されている。発光素子12が発した光を効率よく外部
に放射するために、凹面状反射面22により反射された
光が凹球面26で反射される割合を1割以内に抑えるよ
うに凹球面26を形成する必要がある。光透過性材料の
屈折率が1.5の場合、凹面状反射面で反射された光が
放射面に入射する入射角度を約35度以内にすることが
できれば、放射面で反射する割合が1割以内となる。こ
のため、本実施例では、凹面状反射面22で反射された
平行光の入射角度が凹球面26の端縁において35度以
内となるように凹球面26を形成している。
ように密に形成された多数の微細な凹球面26により形
成されている。発光素子12が発した光を効率よく外部
に放射するために、凹面状反射面22により反射された
光が凹球面26で反射される割合を1割以内に抑えるよ
うに凹球面26を形成する必要がある。光透過性材料の
屈折率が1.5の場合、凹面状反射面で反射された光が
放射面に入射する入射角度を約35度以内にすることが
できれば、放射面で反射する割合が1割以内となる。こ
のため、本実施例では、凹面状反射面22で反射された
平行光の入射角度が凹球面26の端縁において35度以
内となるように凹球面26を形成している。
【0015】本実施例の発光ダイオードでは、凹面状反
射面22を回転放物面形状に形成し、その焦点の位置に
発光素子12を配置しているので、発光素子12が発す
る光は凹面状反射面22により反射され、平行光として
放射面24に向かう。各凹球面26に入射する平行光は
前方に広がるように屈折して、外部に放射される(図3
参照)。本実施例では、密に形成した微細な凹球面26
により放射面24を形成しているので、各凹球面26か
ら外部に放射される光は効果的に重ね合わされるため、
発光ダイオードを見ると、微視的には各凹球面26の一
部から光が放射されているようにしか見えないが、巨視
的には図4における斜線部で示すように凹面状反射面2
2の全体が光っているように視認することができる。し
たがって、広い配光特性としても発光状態が見やすくな
る。かかる発光ダイオードを用いて、例えばディスプレ
イ用の線状光源を形成した場合、広い視認角をもち、か
つ発光面全体が光っている線状光源として質の高いもの
ができる。
射面22を回転放物面形状に形成し、その焦点の位置に
発光素子12を配置しているので、発光素子12が発す
る光は凹面状反射面22により反射され、平行光として
放射面24に向かう。各凹球面26に入射する平行光は
前方に広がるように屈折して、外部に放射される(図3
参照)。本実施例では、密に形成した微細な凹球面26
により放射面24を形成しているので、各凹球面26か
ら外部に放射される光は効果的に重ね合わされるため、
発光ダイオードを見ると、微視的には各凹球面26の一
部から光が放射されているようにしか見えないが、巨視
的には図4における斜線部で示すように凹面状反射面2
2の全体が光っているように視認することができる。し
たがって、広い配光特性としても発光状態が見やすくな
る。かかる発光ダイオードを用いて、例えばディスプレ
イ用の線状光源を形成した場合、広い視認角をもち、か
つ発光面全体が光っている線状光源として質の高いもの
ができる。
【0016】従来技術では広い配光特性をもたせると図
7に示すような発光状態であったが、本実施例では広い
配光特性としても擬似的に図4に示すような発光状態と
できる。本実施例における図4のような発光状態は放射
面に形成される光学面のサイズにもよるが、これが微細
であれば近距離からでも得られる。放射面に形成される
光学面のサイズは用途により決定し、比較的長い距離か
ら視認されるものであれば、それに応じて放射面に形成
される光学面のサイズは大きめとしてもよい。
7に示すような発光状態であったが、本実施例では広い
配光特性としても擬似的に図4に示すような発光状態と
できる。本実施例における図4のような発光状態は放射
面に形成される光学面のサイズにもよるが、これが微細
であれば近距離からでも得られる。放射面に形成される
光学面のサイズは用途により決定し、比較的長い距離か
ら視認されるものであれば、それに応じて放射面に形成
される光学面のサイズは大きめとしてもよい。
【0017】また、本実施例では、凹面状反射面の端縁
の直径を発光素子の一辺の長さの15倍以上の大きさに
形成したことにより、発光素子及びリードの影により生
ずる影響を小さくすることができる。
の直径を発光素子の一辺の長さの15倍以上の大きさに
形成したことにより、発光素子及びリードの影により生
ずる影響を小さくすることができる。
【0018】更に、本実施例では、密に形成された多数
の微細な各凹球面を、凹面状反射面22により反射され
た光が放射面24で反射される割合を0.1以内に抑え
るように形成しているので、光の外部放射効率を著しく
低下させることはない。
の微細な各凹球面を、凹面状反射面22により反射され
た光が放射面24で反射される割合を0.1以内に抑え
るように形成しているので、光の外部放射効率を著しく
低下させることはない。
【0019】ところで、本発明は、レンズ型の発光ダイ
オードにも適用することが可能である。しかし、この場
合、レンズ型の構造上、もともと前方への放射効率が悪
いことに加え、放射面上の凹球面において反射による効
率低下があるため、前方への光の放射効率が一層、低下
してしまう。また、光透過性材料により発光素子等を封
止するとともにモールドする場合、レンズ型の発光ダイ
オードでは、成型後の成型品を金型から外すときに外し
にくい形状となるので、成型が容易でなくなる。このた
め、レンズ型の発光ダイオードにおいて本発明の放射面
の構造を採った場合、反射型のもの程、効果的ではな
い。
オードにも適用することが可能である。しかし、この場
合、レンズ型の構造上、もともと前方への放射効率が悪
いことに加え、放射面上の凹球面において反射による効
率低下があるため、前方への光の放射効率が一層、低下
してしまう。また、光透過性材料により発光素子等を封
止するとともにモールドする場合、レンズ型の発光ダイ
オードでは、成型後の成型品を金型から外すときに外し
にくい形状となるので、成型が容易でなくなる。このた
め、レンズ型の発光ダイオードにおいて本発明の放射面
の構造を採った場合、反射型のもの程、効果的ではな
い。
【0020】尚、上記の実施例では、放射面が複数の微
細な凹球面状から構成される場合について説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば、図
5に示すように放射面を凹状の楕円面26aから構成し
てもよい。この場合、発光ダイオードに水平方向に広
く、鉛直方向には狭い配光特性を持たせることができ
る。また、放射面に形成する光学面は凹面に限らず凸面
であってもよい。
細な凹球面状から構成される場合について説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば、図
5に示すように放射面を凹状の楕円面26aから構成し
てもよい。この場合、発光ダイオードに水平方向に広
く、鉛直方向には狭い配光特性を持たせることができ
る。また、放射面に形成する光学面は凹面に限らず凸面
であってもよい。
【0021】また、上記の実施例では、凹面状反射面を
回転放物面に形成した場合について説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、凹面状反射面は回転
放物面に近似した回転楕円面でもよく、また、用途に応
じて他の形状に形成してもよい。
回転放物面に形成した場合について説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、凹面状反射面は回転
放物面に近似した回転楕円面でもよく、また、用途に応
じて他の形状に形成してもよい。
【0022】更に、上記の実施例では、凹面状反射面で
反射された光が放射面で反射される割合を1割以内に抑
えるように放射面を形成した場合について説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、放射効率より
も配光特性について強い要求がある場合等は、放射面で
反射される割合が1割以上であってもよい。
反射された光が放射面で反射される割合を1割以内に抑
えるように放射面を形成した場合について説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、放射効率より
も配光特性について強い要求がある場合等は、放射面で
反射される割合が1割以上であってもよい。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、放
射面を多数の光学面により形成したことにより、凹面状
反射面により反射された光は、各光学面で屈折して効果
的に重ね合わされて、外部に放射され、凹面状反射面の
全体が光っているように視認できるので、広い配光特性
としても発光状態が見やすくなり、たとえば道路表示板
等に用いた場合に、文字等の情報が読み取りやすい発光
ダイオードを提供することができる。
射面を多数の光学面により形成したことにより、凹面状
反射面により反射された光は、各光学面で屈折して効果
的に重ね合わされて、外部に放射され、凹面状反射面の
全体が光っているように視認できるので、広い配光特性
としても発光状態が見やすくなり、たとえば道路表示板
等に用いた場合に、文字等の情報が読み取りやすい発光
ダイオードを提供することができる。
【図1】(a)は本発明の一実施例である発光ダイオー
ドの概略平面図、(b)はその発光ダイオードのA−A
矢視方向概略断面図である。
ドの概略平面図、(b)はその発光ダイオードのA−A
矢視方向概略断面図である。
【図2】その発光ダイオードの放射面の概略部分拡大平
面図である。
面図である。
【図3】その発光ダイオードの放射面の概略部分拡大断
面図及び光の光路図である。
面図及び光の光路図である。
【図4】その発光ダイオードを遠方から見たときの発光
部分の見え方を説明する図である。
部分の見え方を説明する図である。
【図5】その発光ダイオードの放射面の他の例を説明す
る図である。
る図である。
【図6】(b)は従来の発光ダイオードの概略平面図、
(b)はその発光ダイオードのB−B矢視方向概略断面
図である。
(b)はその発光ダイオードのB−B矢視方向概略断面
図である。
【図7】その発光ダイオードを遠方から見たときの発光
部分の見え方を説明する図である。
部分の見え方を説明する図である。
12 発光素子 14a,14b リード 16 ワイヤ 18 光透過性材料 22 凹面状反射面 24 放射面 26 凹球面
Claims (7)
- 【請求項1】 発光素子と、該発光素子に電力を供給す
るリード部と、前記発光素子の発光面に対向して設けら
れた凹面状反射面と、前記発光素子が発し前記凹面状反
射面により反射された光を外部に放射する放射面とを有
する発光ダイオードにおいて、前記放射面に多数の光学
面が形成されていることを特徴とする発光ダイオード。 - 【請求項2】 前記光学面は凹面である請求項1記載の
発光ダイオード。 - 【請求項3】 前記光学面は凸面である請求項1記載の
発光ダイオード。 - 【請求項4】 前記凹面状反射面の端縁の直径が前記発
光素子の発光面の一辺の長さの15倍以上である請求項
1、2、又は3記載の発光ダイオード。 - 【請求項5】 前記凹面状反射面と前記放射面との間が
光透過性材料で埋められた請求項1、2、3、又は4記
載の発光ダイオード。 - 【請求項6】 前記凹面状反射面の形状が前記発光素子
を焦点とする回転放物面又は該回転放物面に近似した回
転楕円面である請求項1、2、3、4、又は5記載の発
光ダイオード。 - 【請求項7】 前記光学面は前記凹面状反射面で反射さ
れた光を前記光学面で反射する割合が1割以内であるよ
うに形成された請求項1、2、3、4、5、又は6記載
の発光ダイオード。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3321371A JPH05136464A (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 発光ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3321371A JPH05136464A (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 発光ダイオード |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05136464A true JPH05136464A (ja) | 1993-06-01 |
Family
ID=18131822
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3321371A Pending JPH05136464A (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 発光ダイオード |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05136464A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010161420A (ja) * | 1998-03-27 | 2010-07-22 | Yoshio Takada | 発光体 |
-
1991
- 1991-11-08 JP JP3321371A patent/JPH05136464A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010161420A (ja) * | 1998-03-27 | 2010-07-22 | Yoshio Takada | 発光体 |
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