JPS61147585A - 発光ダイオ−ド - Google Patents

発光ダイオ−ド

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JPS61147585A
JPS61147585A JP59270371A JP27037184A JPS61147585A JP S61147585 A JPS61147585 A JP S61147585A JP 59270371 A JP59270371 A JP 59270371A JP 27037184 A JP27037184 A JP 27037184A JP S61147585 A JPS61147585 A JP S61147585A
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JP
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lens
light emitting
stem
emitting element
light
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JP59270371A
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Hiroo Sakai
酒井　弘生
Toshihide Kawamura
河村　俊秀
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Stanley Electric Co Ltd
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Stanley Electric Co Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は可視光又は赤外線を発光し、周縁部を金属キャ
ップで囲撓すると共に、前面側にレンズが取付けられた
発光ダイオードに関するものである。
（従来技術） 一般に金属キャップとレンズとを備えた構造の発光ダイ
オードは第４図に示したものが知られている。同図にお
いて、１はＧａＰ系又はＧａＡｓ　Ｐ系の発光素子であ
り、該発光素子１を金属ステム２上にマウントし、該金
属ステムには一方のリード３が一体に接続されている。
他方のリード４は前記金属ステム２に設けた孔２ａに覗
かせて封止ガラス５により絶縁状態に保持させ、このリ
ード４の端部と前記発光素子１との間にワイヤー６をボ
ンディングして電気的に接続させである。そして、前記
金属ステム２の周面を囲撓するようにして適宜長さの筒
状の金属キャップ７を配設し、該金属キャップの端部に
平行光線にするためのガラス製のレンズ８が取付けられ
た構造になっている。尚、前記したＧａＰ系及びＧａＡ
ｅＰ系の発光素子の発光指向特性は第５図のグラフ中９
で示した曲線の通りである。
このような構造を有する従来例にあって、発光素子１か
ら発せられる光がレンズ８を介して外部に平行光線とな
るように照射される光束の有効利用範囲θは、レンズ８
と発光素子１との距離及びレンズ８の直径とによって決
定され、実際には図示されたようにその範囲は略６０°
程度である。発光ダイオードにおける正面の照度アップ
を図るために、発光素子１からの光束を凸状のレンズ８
により光軸Ｘと平行光線にしようとしている関係で、レ
ンズ８と発光素子ｌとを接触状態に配設することはでき
ず、適宜の間隔をもって配設しなければならない。従っ
て、発光素子１から放出される光束の全てを前面方向に
導出できず、金属キャップ７の内部で乱反射してしまう
。このように発光ダイオードから出る光を凸状のレンズ
８で光軸Ｘと平行になるようにした場合、前記した通り
正面方向において６０°の範囲の光束しか利用できず、
第５図に示した通り、光束の利用率は最も悪いことにな
る。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は従来例における発光素子からの光束の利用率の
悪さの問題点を解決しようとするものである。
（問題点を解決するだめの手段） 本発明は前記問題点を解決する具体的手段として、一方
のリードを備えたステム上に発光素子をマウントし、他
のリードとの間でワイヤービンディングし、前記ステム
の周縁にレンズを有する筒状のキャップを被着させた発
光ダイオードにおいて、前記レンズは前面が略平坦で周
側面が曲面を呈する略椀形の全体形状を呈し、後面中央
部に断面凹状の陥没部を設け、該陥没部内に前記発光素
子が納まるように配設し、前記周側面は前記発光素子か
らの放射光線を光学的に全反射させる曲面としたことを
特徴とする発光ダイオードを提供するものであって、発
光素子がレンズ後面の陥没部内に納まるので、該発光素
子からの放射光線のほとんどがレンズ内に導かれると共
に、レンズし周側面において側面方向に放射される発光
素子からの光線を全反射して前面側に平行光線として照
射するものであるから、発光素子からの放射光のほとん
どを前面側に放射し、光束の利用率にむだがなくなり、
その分宛光ダイオードの輝度が大巾に増大するのである
。
（実施例） 次に本発明を図示の実施例により更に詳しく説明する。
尚、理解を容易にするため従来と同一部分には同一符号
を付して説明する。
第１図において、１はＧａＰ系及びＧａＡｓＰ系の発光
素子であり、該発光素子ｌを金属ステム２上にマウント
し、該金属ステムには一方のリード３が一体に接続され
ている。他方のリード４はその端部を前記金属ステム２
に設けた孔２ａに覗かせて配設し、封止ガラス５により
自記金属ステム２に対し絶縁状態に且つ一体的に保持さ
せ、このり−ド４の端部と前記発光素子１との間にワイ
ヤー６をｓｒンデイングして電気的に接続させである。
前記金；萬ステム２は上面が略平坦な砲台状に形成され
、裾部２ｂがフランツ状に張り出し、前記封止ガラス５
は砲台状の内部に充填されて他方のり一ド４を保持して
いる。
７は筒状を呈する金属キャップであり、該金属キャップ
７は前面側の内部にレンズ１０を有し後端側は前記金属
ステム２の周面に嵌着又は被着させである。この金属キ
ャラ７°７の後端側にはフランツ部７ａが形成され、金
属ステム２の裾部２ａと当接するようにして嵌着状態を
安定させる。
前記レンズ１０はその前面が略平坦で周側面１１が曲面
に形成され、後面中央部に断面凹状の陥没部１２が設け
である。この陥没部の突当底面１２＆は開口部側に向っ
て放物曲面状に盛上っており、陥没部の周囲壁１２ｂは
断面が略鮫歯状を呈する形状になっている。そしてこの
レンズ１０を前記金属キャップ７に取付ける手段として
例えば前面側周囲にフランツ部１０ａを設け、該フラン
ジ部を介して嵌着させるようにする。尚その他の手段で
取付けることも可能である。
このような構成のレンズ１０は金属キャラｆ７と共に金
属ステム２に取付けられるが、この取分けに当り、レン
ズ１０の陥没部１２内に発光素子１が納まるようにし、
該発光素子１から放射される前面側への光！ａは陥没部
１２の底面１２ａの放物曲面によって光軸Ｘに対し平行
光線になり、発光素子１から側面へ放射される光線すは
周囲壁１２ｂを通過する際に一次屈折し、該−次屈折し
た光線が周側面１１の曲面によって全反射し、前面側へ
光軸Ｘと平行の光線として取出される。従って、周側面
１１は発光素子ｌからの放射光線を光学的に全反射させ
る回転放物面状の曲面に形成されているのである。又発
光ダイオードから照射される光線は平行光線であるが、
この光線を任意位置で焦点を結ばせることが必要な時に
はレンズ１０の前面に所定の曲率を持たせれば良い。
（発明の効果） 以上説明したように本発明に係る発光ダイオードは、レ
ンズの全体形状を腕形に形成すると共に後面中央部に断
面凹状の陥没部を設け、該陥没部内に発光素子が納まる
ように配設し、レンズの周側面は発光素子からの放射光
線を光学的に全反射させる曲面とした構成であるため、
発光素子から放射される光線のほとんどがレンズによっ
て前面方向に光軸と平行に放射され、光束利用率が高く
輝度が大巾に増大するという１夏れた効果を奏する。
又、・Ｆ行光線だけを必要とする場合、レンズの前面を
平坦に形成するので発光ダイオード全体の高さを低くし
小型化することができるという優れた効果も奏する。
更に、発光素子から放射される光束のほとんど全てが発
光ダイオードの前面側に取出せるため、従来と同じ程度
の明るさを求めるとすれば、消費電流を著しく低減させ
ることができ、経済的な面においても優れるという効果
も奏する。
【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の断面図、第２図
は同発光ダイオードの正面図、第３図は同発光ダイオー
ドに使用されるレンズの断面図、第４図は従来例の発光
ダイオードの断面図、第５図は発光素子の発光指向特性
のグラフである。 １・・・・・・発光素子　　　　２・・・・・・金属ス
テム３．４・・・・・・リード　　　　５・・・・・・
封止ガラス６・・・・・・ワイヤー　　　　７・・・・
・金属キャップＩＯ・・・・・・レンズ　　　　　１１
・・・・・・周側面１２　　・・・陥没部 特許出願人　　スタンレー電気株式会社第１図 第２図　　　　第３図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一方のリードを備えたステム上に発光素子をマウントし
    、他のリードとの間でワイヤーボンディングし、前記ス
    テムの周縁にレンズを有する筒状のキヤツプを被着させ
    た発光ダイオードにおいて、前記レンズは前面が略平坦
    で周側面が曲面を呈する略椀形の全体形状を呈し、後面
    中央部に断面凹状の陥没部を設け、該陥没部内に前記発
    光素子が納まるように配設し、前記周側面は前記発光素
    子からの放射光線を光学的に全反射させる曲面としたこ
    とを特徴とする発光ダーオード。
JP59270371A 1984-12-21 1984-12-21 発光ダイオ−ド Granted JPS61147585A (ja)

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