JPH07202268A - 発光装置 - Google Patents

発光装置

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JPH07202268A
JPH07202268A JP5334990A JP33499093A JPH07202268A JP H07202268 A JPH07202268 A JP H07202268A JP 5334990 A JP5334990 A JP 5334990A JP 33499093 A JP33499093 A JP 33499093A JP H07202268 A JPH07202268 A JP H07202268A
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JP
Japan
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light
lens
emitting device
led
light emitting
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JP5334990A
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English (en)
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Yukio Yoshikawa
幸雄 吉川
Tatsuya Okonogi
達也 小此木
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Nidec Copal Corp
Original Assignee
Nidec Copal Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L2224/484Connecting portions
    • H01L2224/48463Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • H01L2224/48465Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch

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Abstract

(57)【要約】 【目的】LEDから発光された光が減衰されることな
く、高輝度かつ高コントラストを保持した発光装置を提
供する。 【構成】マトリクス状に配置された複数の光源1と、光
源1が一点S2に集光するようにした凹面鏡3cを有し
てなる反射板3と、反射板3により集光された光Roを
取り込み、出光する反射板3の前方に固定される凸レン
ズ5とを具備することを特徴とする発光装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発光装置に関し、例え
ばマトリクス型のLEDを用いた発光装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来より、マトリクス型のLEDを用い
た発光装置が多く提案されている。例えば、図8に示す
ように、基板2上にLED1がリード6を介して実装さ
れ、LED1から発光される光を反射部3とLED1か
らの光を拡散させる拡散板4を備えるものである。この
従来例では、反射板3の実際に光が反射する反射面10
は、通常白色で、基板2から拡散板4の方向に広がるよ
うに放射状に形成されている。この傾斜した反射面10
に反射したLED光は、透明に近い色をなす拡散板4を
介して放射状に発光するのである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように構成される従来例においては、拡散板4によって
光の輝度を高めようとする場合、白又は透明な色に近い
拡散板をフィルタとして使用するが、外部から入射され
る太陽光やその他の強い光線等の影響によって、外部か
らの光が反射板3の反射面10や拡散板4で反射してし
まい、LED光のコントラストが低下して、LED光が
本来有している輝度を十分に利用できないという問題が
あった。
【0004】また、コントラストを高めようとする場
合、拡散板4にグレーの色を施したものをフィルタとし
て使用して、外部から入射する光は、反射面で反射した
ときに再度このフィルタを通過させ、減衰させていた
が、LED光も同時に拡散板4で減衰していまうため、
結果的にLED光の輝度も低下してしまうという欠点が
あった。
【0005】従って、本発明の発光装置は、上記の事情
に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、LEDから発光された光が減衰されることなく、高
輝度かつ高コントラストを保持した発光装置を提供する
ことである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明の発光装置は、マトリクス
状に配置された複数の光源と、前記光源からの光が一点
に集光するようにした略凹面状の反射面を有してなる反
射板と、前記反射板により前記集光された光を取り込
み、出光する前記反射板の前方に固定される凸レンズと
を具備することを特徴としている。
【0007】また、好ましくは、前記反射面は、回転楕
円体状に形成され、該楕円の一方の焦点に前記光源が配
置されることを特徴としている。
【0008】
【作用】以上のように、この発明に係わる発光装置は構
成されているので、略凹面状に形成された反射面と、拡
散板の変わりにレンズを用いることにより、外部から入
射する外光との干渉が少なくなり、LEDから発光され
た光は減衰されることなく、高輝度かつ高コントラスト
を保持した発光装置が実現できる。
【0009】また、レンズと集光点との距離を調節する
ことにより、LED光を平行光にも拡散光にもできる発
光装置が実現できる。
【0010】
【実施例】以下に本発明の実施例につき、添付の図面を
参照して詳細に説明する。 図1は、本実施例のマトリ
クス型のLEDを用いた発光装置を示す模式的斜視図で
ある。また、図3は、図1の一部を示した断面図であ
る。図1と図3において、発光装置100は、基板2上
に実装されたLEDチップ1と、LEDチップ1と基板
2とを電気的に接続するリード線6と、反射板3と、反
射板3に固定されたレンズ5とを備える。基板2は、通
常使用されるプリント基板であり所定の間隔(一般に
は、2.5mmから6mmピッチ)で、LEDチップ1がリード
線6と共に、その表面に実装されている。反射板3は、
実装されたLEDチップ1を取り囲むように、まわりに
反射面3cを有している。レンズ5は、LEDチップ1
の真上に反射面3cを介して設けられ、反射板3の外表
面上に、その一部が突出するように夫々配設されてい
る。また、レンズ5は、球形又はその他の形状の凸レン
ズである。
【0011】図2は、本実施例の発光装置の原理を示す
図であり、図1の一部を示す断面図である。図2を参照
して、本実施例の反射板の構成について説明する。図2
に示すように、反射板3は、LEDチップ1から発され
る光(以下、「LED光」と称する)を外部へ出射する
反射面3cと、LED光を反射板3から出光する断面略
円形の開口部3bと、レンズ5を支持すると共に、隣接
するレンズ5との間を埋め合わせる外表面3aとから構
成されている。また、反射板3は、プラスチック性の樹
脂で作られている。LED光Roが反射する反射面3c
は、点線で示すように断面が楕円形状の卵型の立体を形
成する。もちろん反射面3cが成す立体は、楕円の焦点
Sを有する。反射面3cの表面は、白色又は銀色に塗装
され、LED光Roが反射し易いように考慮されてい
る。外表面3aは、反射面3cとは反対に光を吸収する
黒色に塗装され、外部からの光Riが反射しないように
考慮されている。外表面3aを白色に塗装したとする
と、外部光Riの外表面3aでの反射光とLED光Ro
が外部で干渉して、一定の安定した光の輝度を得ること
ができなくなってしまう。更に、本実施例で実装される
LEDチップ1は、R,G,B(赤、緑、青)の3色又は、
緑、赤の2色の光線を発するチップを使用している。
【0012】また、本実施例で用いる図2に示す反射面
3cは、中心線xより2枚に切り離されて、断面が楕円
形状の型を上下の反射板3となる樹脂の間に収めて成形
する鋳型成形により作られるものである。このようにし
て成形した後、上下に分離された樹脂の表面を夫々研磨
して、反射面3cの表面精度を高めるのである。レンズ
を嵌め合わせる際には、2枚に分離されて夫々成形され
た反射板3を上下で接合し、外表面3aとなる部分にレ
ンズの曲率に合わせて、溝を施しその溝にレンズを嵌め
合わせることで本実施例の発光装置の構成が実現される
のである。また、上述のように反射面3cの成形後に研
磨しなくとも、成型用型の表面精度を向上させること
で、表面精度の高い反射面3cを形成することができ
る。
【0013】次に、LED光Roと外光Riの動きにつ
いて説明する。図2に示すように、反射面3cは、焦点
をSとする回転楕円体を形成し、基板側に位置する焦点
S1と、レンズ側に位置する焦点S2を備えている。光
源となるLEDチップ1は、回転楕円体をなす反射面3
cの内部で、一方の焦点S1に一致するように基板に実
装されている。従って、LED光Roは、焦点S1を光
源として光を放たれるのである。焦点S1から放たれた
LED光Roは、反射面3cで反射する光と、どこにも
反射せず開口部3bからレンズ5へ平行に進む光とに分
けられる。どこにも反射せず平行する光(焦点S1から
焦点S2へ直進する光は除く)は、開口部3bからレン
ズ5に入り、レンズ5の屈折率に従って屈折されて外部
へ出射される。反射面3cで反射する光は、一旦全て焦
点S2に集光され、その後レンズ5で屈折されて外部に
出射される。また、使用する環境や用途に応じて、これ
らの光は、レンズの屈折率を変化させることにより、平
行光にも、拡散光にもできるのである。また、3色のL
ED光を発することにより、輝度を調節するだけで多種
の色を発光することができ、しかも反射面で一旦集光さ
れるため、比較的暗い色の光線に対しても輝度を確保す
ることができる。
【0014】一方、外部から入射される入射光Riは、
外表面3aで吸収されるか、レンズ5で屈折されてLE
D光Roが出射される開口部3bには入らないように屈
折率が設定されている。このため、LED光Roと外光
Riとの干渉によるLED光の輝度の低下を防止でき
る。次に、図4から図6を参照して、LED光Roの光
の種類を変化させる手順を説明する。図4から図6は、
外部に出射されるLED光を変化させる方法を説明する
図である。また、図4は、レンズ5の焦点fとLED光
Roの集光点S2との間の距離をl1とすると、距離l1
と集光点S2とが一致した場合(l1=0)を示してい
る。図4の場合、集光点S2で集光されたLED光Ro
は、レンズ5で屈折されてレンズ5から出るときには、
全て平行光となって出射されることになる。次に、図5
は、レンズ5の焦点fとLED光Roの集光点S2との
間の距離をl2とすると、集光点S2に対して距離l2
だけLEDチップ1よりにレンズ5の焦点fが設定され
ている場合を示している。図5の場合、集光点S2とレ
ンズ5との距離とが図4の場合と比較して、さらに接近
しているため、集光点S2から出射されたLED光Ro
はレンズを通過して広がるように拡散するのである。更
に、図6は、レンズ5の焦点fとLED光Roの集光点
S2との間の距離をl3とすると、集光点S2に対して
距離l2分だけレンズ5よりにレンズ5の焦点fが設定
されている場合を示している。図5の場合、集光点S2
とレンズ5との距離とが図4の場合と比較して、より離
れているため、集光点S2から出射されたLED光Ro
はレンズを通過した後、もう一度レンズ5の反対側の焦
点で集光されて広がるように拡散するのである。このよ
うに、反射面3cで一度LED光Roを集光させ、レン
ズ5と集光点S2との距離を変化させることにより、レ
ンズ5を介して出射する光を、平行光や、拡散光や、再
度集光させた光等に変化させることが可能となるのであ
る。
【0015】また、レンズを固定する反射板3にレンズ
5と集光点S2との距離を可変にする機能を付加するこ
とにより、外部の輝度等に応じて容易に視野角が調節で
きるようになるのである。以上説明したように、光源か
ら出た光を楕円回転体の一部の表面を有する反射面で反
射させ、レンズを通過する前に集光させることにより、
拡散光や平行光の光の調節が容易にできる。
【0016】尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲
で上記実施例を修正又は変形したものに適用可能であ
る。例えば、図7に示すように、本実施例で用いた反射
板の反射面3cの形状を略菱形3c’にしても、外部か
らの入射光を減少させ、出射光の輝度の減衰を防止する
ことができる。
【0017】また、レンズを固定する反射板3にレンズ
5と集光点S2との距離を可変にする機能を付加するこ
とにより、容易に光を変化させることが可能となるので
ある。
【0018】
【発明の効果】以上説明のように、本発明の発光装置に
よれば、回転楕円体状に形成された反射面と、拡散板の
変わりにレンズを用いることにより、外部から入射する
外光との干渉が少なくなり、LEDから発光された光は
減衰されることなく、高輝度かつ高コントラストを保持
した発光装置が実現できる効果がある。
【0019】また、レンズと集光点との距離を調節する
ことにより、LED光を平行光にも拡散光にもできる発
光装置が実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例の発光装置の模式的斜視図である。
【図2】本実施例の発光装置の原理を示した図である。
【図3】図1の部分断面図である。
【図4】光の制御を説明する図である。
【図5】光の制御を説明する図である。
【図6】光の制御を説明する図である。
【図7】本実施例の発光装置の変形例を示す図である。
【図8】従来例の発光装置を示す図である。
【符号の説明】
1 LED 2 プリント基板 3 反射板 4 拡散板 5 レンズ 6 リード線 Ri 外部からの入射光 Ro LED光 S 集光点

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マトリクス状に配置された複数の光源
    と、 前記光源からの光が一点に集光するようにした略凹面状
    の反射面を有してなる反射板と、 前記反射板により前記集光された光を取り込み、出光す
    る前記反射板の前方に固定される凸レンズとを具備する
    ことを特徴とする発光装置。
  2. 【請求項2】 前記反射面は、回転楕円体状に形成さ
    れ、該楕円の一方の焦点に前記光源が配置されることを
    特徴とする請求項1に記載の発光装置。
JP5334990A 1993-12-28 1993-12-28 発光装置 Pending JPH07202268A (ja)

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JP5334990A JPH07202268A (ja) 1993-12-28 1993-12-28 発光装置

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JP5334990A JPH07202268A (ja) 1993-12-28 1993-12-28 発光装置

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ID=18283499

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JP5334990A Pending JPH07202268A (ja) 1993-12-28 1993-12-28 発光装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 20020624