KR20080015353A

KR20080015353A - 발광장치

Info

Publication number: KR20080015353A
Application number: KR1020067022479A
Authority: KR
Inventors: 토모카즈 오카자키
Original assignee: 로무 가부시키가이샤
Priority date: 2006-10-27
Filing date: 2005-06-14
Publication date: 2008-02-19

Abstract

렌즈와 발광소자 사이의 투광성 수지를 충전하는 발광장치에 있어서, 투광성능을 손상하는 일없이 렌즈를 소정 위치에 용이하게 고정할 수 있는 구조를 실현한다.

발광소자(2)와 렌즈(3)가 이간되어 지지체(4)에 지지되고, 지지체(4)에 있어서의 발광소자(2)와 렌즈(3) 사이에 충전되는 투광성 수지(13)의 경화에 의해 렌즈(3)를 지지체(4)에 고정하는 발광장치(1)에 있어서, 지지체(4)와 렌즈(3) 사이에는 자웅 끼워맞춤 가능한 수부와 암부가 형성되고, 상기 암부는, 상기 수부가 n개(n은 양의 정수) 설치되는 것에 대하여 (n+α)개(α는 양의 정수) 형성됨과 아울러, 투광성 수지(13)측으로부터 외부로 연통하도록 형성되고, α개의 암부는 렌즈(3)의 고정시에 투광성 수지(13) 또는 기포를 외부로 배출할 수 있는 리크부로 된다.

Description

발광장치{LIGHT EMITTING DEVICE}

본 발명은 발광소자와 렌즈를 구비하는 발광장치에 관한 것이다.

종래부터 발광다이오드(LED) 등의 발광소자와 렌즈를 지지체에 고정하여 일체화한 발광장치의 구조가 알려져 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에서는 지지체에 오목부를 형성하고, 이 오목부의 저면에 발광소자를 고정함과 아울러, 오목부의 깊이방향의 중도부에 렌즈를 지지하는 지지면을 형성하여, 발광소자와 렌즈를 소정 거리만큼 이간시켜서 지지하고 있다. 그리고, 이 특허문헌 1에서는 렌즈와 발광소자 사이의 투광영역에 투광성 수지를 충전하고, 이 투광성 수지에 의해 렌즈를 지지체에 접착 고정하는 구조가 기재되어 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허공개 평9-83018호 공보(도 1 참조)

상술한 바와 같은 발광소자와 렌즈를 갖는 발광장치에서는, 발광소자와 렌즈 사이의 거리나 광축의 렌즈가 발광성능에 영향을 주기 때문에, 렌즈를 미리 정해진 위치에 확실하게 고정하는 것이 중요하게 된다.

그러나, 발광소자와 렌즈 사이에 충전된 투광성 수지로 렌즈를 접착 고정하는 경우에는, 오목부에 주입한 투광성 수지의 양이 지나치게 많으면, 렌즈가 소정의 위치에서 부상하거나 기울거나 하므로, 렌즈를 설계대로 고정할 수 없어 원하는 렌즈 효과가 얻어지지 않는다는 문제가 있었다.

또, 역으로 상기 오목부에 충전되는 수지의 양이 지나치게 적으면, 렌즈와 접착수지의 계면에 기포가 끼이면 렌즈의 접착 고정이 불충분하게 되고, 투광성에도 편차를 일으킨다는 문제도 있었다.

본 발명은, 상기 과제를 해소하는 것이며, 렌즈와 발광소자 사이에 투광성 수지를 충전하는 발광장치에 있어서, 투광성능을 손상하는 일없이 렌즈를 소정 위치에 용이하게 고정할 수 있는 구조를 실현하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 1에 기재된 발명에 있어서의 발광장치는, 발광소자와 렌즈가 이간되어 지지체에 지지되고, 지지체에 있어서의 발광소자와 렌즈 사이에 충전되는 투광성 수지의 경화에 의해 렌즈를 지지체에 고정하는 발광장치에 있어서, 상기 지지체와 렌즈 사이에는 자웅 끼워맞춤 가능한 수부와 암부가 설치되고, 상기 암부는 상기 수부가 n개(n은 양의 정수) 설치되는 것에 대하여 (n+α)개(α는 양의 정수) 설치됨과 아울러, 투광성 수지측에서 외부로 연통하도록 형성되고, α개의 암부는 상기 렌즈의 고정시에 상기 투광성 수지 또는 기포를 외부로 배출할 수 있는 리크부로 되는 것을 특징으로 한다.

또, 청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 발광장치에 있어서, 상기 렌즈는 상기 지지체와의 사이의 n세트의 자웅 끼워맞춤에 의해, 상기 지지체에 대하여 위치결정되는 것을 특징으로 한다.

또, 청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 2에 기재된 발광장치에 있어서, 상기 지지체에는 오목부가 형성되고, 이 오목부의 저면에 상기 발광소자가 고정되며, 상기 오목부의 깊이방향의 중도부에는 상기 렌즈가 고정되고, 발광소자와 렌즈 사이로 되는 오목부에 상기 투광성 수지가 충전되는 것을 특징으로 한다.

또, 청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 3에 기재된 발광장치에 있어서, 상기 오목부의 깊이방향의 중도부에는, 렌즈에 있어서의 발광소자측의 면을 지지하는 지지면이 형성되고, 상기 수부와 암부는 상기 렌즈에 있어서의 발광소자측의 면과 상기 지지면 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 3에 기재된 발광장치에 있어서, 상기 수부와 암부는 상기 렌즈의 측면과 상기 오목부의 내측면 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

(발명의 효과)

청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 렌즈와 지지체 사이에 끼워맞춤 가능한 수부와 암부를 형성하고, 또한 암부를 수부보다 α개 많이 형성하고 있으므로, 자웅 끼워맞춰지지 않고 남은 α개의 암부를 리크부로서 이용하여 투광성 수지의 잉여분이나 기포를 용이하게 외부로 배출할 수 있다. 그 결과, 투광성 수지의 적당량을 렌즈와 발광소자 사이에 간극없이 충전할 수 있고, 렌즈와 발광소자의 거리의 어긋남을 방지하여 설계대로의 발광성능을 실현할 수 있다.

또, 리크부는 끼워맞춤용의 암부를 전용하고 있으므로, 끼워맞춤용과는 별도의 새로운 리크부를 설치할 필요가 없다. 또한, 끼워맞춤용의 암부가 많음으로써 수부는 끼워맞춤 가능한 위치가 증가하므로, 렌즈의 설치시에 끼워맞춤 위치를 찾는 작업을 경감할 수 있다.

청구항 2에 기재된 발명에 의하면, n세트의 자웅 끼워맞춤에 의해 렌즈는 지지체에 대하여 확실하게 또 용이하게 위치맞춤할 수 있다.

청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 발광소자 및 렌즈가 오목부 내에 배치되므로 투광성 수지를 용이하게 주입할 수 있다.

청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 렌즈는 오목부의 깊이방향의 중도부에 설치된 지지면에 위치맞춤되어 고정된다.

청구항 5에 기재된 발명에 의하면, 렌즈는 오목부의 내측면에 위치맞춤되어 고정된다.

도 1은 본 발명의 제1실시형태의 분해사시도이다.

도 2(a)는 제1실시형태의 평면도, 도 2(b)는 도 2(a)의 IIb-IIb선 단면도, 도 2(c)는 도 2(a)의 IIc-IIc선 단면도이다.

도 3은 본 발명의 제2실시형태의 분해사시도이다.

도 4(a)는 제2실시형태의 평면도, 도 4(b)는 도 4(a)의 IVb-IVb선 단면도, 도 4(c)는 도 4(a)의 IVc-IVc선 단면도이다.

도 5는 본 발명의 제3실시형태의 분해사시도이다.

도 6(a)는 제3실시형태의 평면도, 도 6(b)는 도 6(a)의 VIb-VIb선 단면도, 도 6(c)는 도 6(a)의 VIc-VIc선 단면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1, 101, 201 : 발광장치 2 : 발광소자

3 : 렌즈 4 : 지지체

5 : 기부 6 : 케이스부

7 : 오목부 8a, 8b : 전극

9 : 금속선 10 : 지지면

11 : 본체부 12 : 플랜지부

13 : 투광성 수지 20 : 구멍부

21 : 축부 24 : 홈부

25 : 리브 30 : 홈부

31 : 리브 32 : 간극

이하에 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1 및 도 2는 제1실시형태를 나타내는 것이다.

제1실시형태의 발광장치(1)는 발광소자(2)와 렌즈(3)와 이들을 지지하는 지지체(4)를 구비하고, 발광소자(2)로부터의 발광이 렌즈(3)를 통해서 외부로 출사되도록 구성되어 있다.

지지체(4)는 절연체로 이루어지고 발광소자(2)가 놓여지는 평판형상의 기부(5)와, 절연체로 이루어지고 발광소자(2)의 주위를 둘러싸도록 기부(5)의 상면에 고정되는 케이스부(6)를 구비하고 있다. 케이스부(6)에는, 상면측의 개구가 하면측의 개구보다 대경으로 된 관통구멍이 형성되어 있고, 케이스부(6)가 기부(5)의 상 면에 겹쳐짐으로써 지지체(4)에는 그 대략 중앙부에 상면이 개구된 오목부(7)가 형성된다.

기부(5)의 상면에는, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 미리 한쌍의 전극(8a, 8b)이 형성되어 있고, 발광다이오드(LED) 칩 등의 발광소자(2)가 한쪽의 전극(8a) 상에 전기적으로 접속되어 고정되고, 다른쪽의 전극(8b)에 가는 금속선(9)에 의한 와이어본딩으로 전기적으로 접속되어 있다.

렌즈(3)는, 대략 반구형상의 본체부(11)의 주위에 환형상의 플랜지부(12)를 일체적으로 형성한 평볼록렌즈이다. 상기 케이스부(6)에는, 상기 오목부(7)의 깊이방향의 중도부로 되는 위치에, 기부(5)의 상면과 평행한 지지면(10)이 형성되어 있다. 렌즈(3)는 그 평탄면이 하면으로 되어서 지지면(10)에 탑재되고, 발광소자(2)와 소정 거리만큼 이간하여 배치되어 있다. 또, 렌즈(3)는 그 중심축을 발광소자(2)의 중심축에 일치시키도록(이후, 이것을 중심축(O)이라 기재한다) 배치된다.

그리고, 오목부(7)에 있어서의 발광소자(2)와 렌즈(3) 사이에는 투광성 수지(13)가 충전된다. 이 투광성 수지(13)는 발광소자(3)로부터의 발광을 투과시켜서 렌즈(3)에 입사시킴과 아울러, 렌즈(3)를 지지체(4)인 지지면(10)에 접착 고정시킨다. 투광성 수지(13)에는 예를 들면 에폭시수지 등이 적용된다.

상기 렌즈(3)와 지지체(4) 사이에는, 자웅 끼워맞춤 가능한 수부와 암부가 형성되어 있고, 암부는 수부가 n개(n은 양의 정수) 설치되는 것에 대하여 (n+α)개(α는 양의 정수) 설치되어 있다. 이 실시형태에서는, 렌즈(3)에 암부로서의 구멍부(20)가 형성되고, 지지면(10)에 수부로서의 축부(21)가 형성되어 있다.

구멍부(20)는 렌즈(3)의 플랜지(12)의 표리에 관통하여 4(n+α=4)개 형성되어 있고, 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 4개의 구멍부(20)는 중심축(O)을 중심으로 하는 원주상을 4등분하는 위치에 배치되어 있다. 축부(21)는 지지면(10)에 2(n=2)개 돌출형성되고, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 4개의 구멍부(20) 중 중심축(O)을 사이에 두고 대향하는 위치의 임의의 2개에 끼워맞출 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 이 실시형태에서는 n=2, α=2로 되어 있다.

그 때문에, 렌즈(3)를 지지면(10)에 탑재하여 위치맞춤할 때에, 2개의 구멍부(20)가 자웅 끼워맞춰지지 않고 플랜지부(12)에 있어서 상하로 연통하는 통로로 되어 남고, 이것이 투광성 수지(13)의 잉여분이나 렌즈(3)와 투광성 수지(13)의 계면에 있는 기포에 대한 리크부로서 기능한다.

상기 구성의 제1실시형태에서는, 그 제조에 있어서 지지체(4)의 오목부(7)에 발광소자(2)를 덮도록 투광성 수지(13)가 주입된다. 투광성 수지(13)는 지지면(10)으로부터 융기될 정도의 많은 양이 주입되고, 이 투광성 수지(13)의 상면을 압압하도록 하여 렌즈(3)가 지지면(10)에 탑재된다. 이 때, 지지면(10)의 2개의 축부(21)가 렌즈(3)의 4개의 구멍부(20) 중 2개에 끼워넣어진다. 즉, 2세트의 구멍부(20)와 축부(21)에 의한 자웅 끼워맞춤으로 렌즈(3)가 지지체(4)에 대하여 위치맞춤된다. 렌즈(3)의 설치시에, 축부(21)와 구멍부(20)의 위치가 어긋나 있는 경우에는, 축부(21)끼리는 중심각 180°로 배치되어 있으므로, 렌즈(3)를 90° 회전시키는 범위 내에서 빠르게 끼워맞춤 위치를 찾아낼 수 있다.

그리고, 오목부(7)에 많이 주입된 투광성 수지(13)는, 렌즈(3)의 압압에 의 해 지지면(10) 상에 넘쳐나와 자웅 끼워맞쳐지지 않고 남은 2개의 구멍부(20)(리크부)를 통해서 외부로 배출된다(도 2(c)의 화살표 A 참조). 또, 투광성 수지(13)와 렌즈(3)의 계면에 있는 기포도 외부로 구멍부(20)로부터 배출된다.

이것에 의해, 제1실시형태의 발광장치(1)에서는, 리크부로 되는 구멍부(20)를 형성함으로써 렌즈(3)와 발광소자(2) 사이를 투광성 수지(13)로 간극없이 채울 수 있고, 또한 렌즈(3)를 소정 위치인 지지면(10)에 빈틈없이 접촉시켜서 고정할 수 있다. 즉, 렌즈(3)가 지지면(10)에 대하여 경사지거나, 부상되거나, 또 광축이 어긋나거나 하는 일도 없어 설계대로 확실하게 고정할 수 있다. 그 때문에, 투광성 수지(13)를 충전하여도 발광소자(2)의 발광성능을 손상하는 일없이 원하는 렌즈효과를 얻을 수 있고, 또한 렌즈(3)의 하부에 간극이 없으므로 접착성도 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 리크부는 자웅 끼워맞춤에 사용하는 암부를 전용하고 있기 때문에, 특별히 별도로 리크부를 설치할 필요가 없다. 그것에 추가로, 리크부로 되는 암부를 형성함으로써 끼워맞춤에 있어서 수부보다 암부가 많아져서 수부에 있어서 끼워맞춤 가능한 위치가 증가하므로, 렌즈(3)의 설계작업을 경감시킬 수도 있다.

다음에, 본 발명의 제2실시형태에 대해서 도 3 및 도 4에 기초하여 설명한다. 제1실시형태와 마찬가지의 구조에는 동일부호를 붙여서 설명을 생략한다.

제2실시형태의 발광장치(101)는, 발광소자(2)와 렌즈(3)와 이들을 지지하는 지지체(4)를 구비하고, 제1실시형태와 마찬가지로 발광소자(2)로부터의 발광렌즈(3)을 통해서 외부로 출사되도록 구성되어 있다.

제2실시형태의 렌즈(4)와 지지체(4) 사이에도, 자웅 끼워맞춤 가능한 수부와 암부가 형성되어 있지만, 이 제2실시형태에서는 도 3에 나타내는 바와 같이, 수부로 되는 리브(25)를 지지면(10) 상에 2(n=2)개 설치하고, 암부로 되는 홈부(24)를 렌즈(3)에 4(n+α=4)개 설치하고 있다. 즉, 이 실시형태에서는 n=2, α=2로 되어 있다.

제2실시형태에서는, 도 3에 나타내는 바와 같이 지지면(10)은 오목부(7)의 상단면에 설치되어 있다. 그리고, 이 지지면(10) 상에 평면에서 볼 때에 직선상의 리브(25)가, 중심축(O)을 지나는 동일 직선상에 이간되어 설치되어 있다.

한편, 암부인 홈부(24)는, 렌즈(3)의 플랜지부(12)의 외주를 4등분하는 위치를 기단부로 하고, 그곳으로부터 각각 중심축(O)측으로 절개되어 형성되어 있다. 또한, 이들 4개의 홈부(24)는 렌즈(3)의 본체부(11)의 하면측에서는 하방으로 개구된 오목형상으로 되어 있고, 그 선단부는 투광성 수지(13)의 충전부위에 접하는 위치에 설치되어 있다(도 4(b)의 화살표 B 참조).

이와 같이 2개의 수부(리브(25))에 대하여, 4개의 암부(홈부(24))가 형성되어 있으므로, 렌즈(3)를 지지면(10)에 탑재하여 위치맞춤할 때에, 2개의 홈부(24)가 자웅 끼워맞춰지지 않고 남아, 이 홈부(24)는 리크부로서 기능한다.

상기 구성의 제2실시형태에서는, 2세트의 홈부(24)와 리브(25)로 이루어지는 자웅 끼워맞춤으로, 렌즈(3)는 지지체(4)에 대하여 확실하게 위치맞춤된다. 오목부(7)에 있어서의 투광성 수지(13)의 잉여분이나 기포는, 자웅 끼워맞추지 않고 남은 2개의 홈부(24)(리크부)를 통해서 외부로 배출된다(도 4(b)의 화살표 B 참조). 이것에 의해 제1실시형태와 같은 효과를 얻을 수 있다.

또, 이 실시형태에서는, 지지면(10)을 오목부(7)의 상단면으로 하고, 이 지지면(10) 상에 수부로 되는 리브(25)를 설치하였지만, 지지면(10)이 오목부(7)의 중도부에 설치되어 있는 경우에는, 수부로 되는 리브(25)를 오목부의 내측면으로부터 중심축(O)측에 일체적으로 돌출형성하여도 좋다.

다음에, 본 발명의 제3실시형태에 대해서 도 5 및 도 6에 기초하여 설명한다. 제1실시형태와 마찬가지의 구조에는 동일부호를 붙여서 설명을 생략한다.

제3실시형태의 발광장치(201)는, 발광소자(2)와 렌즈(3)와 이들을 지지하는 지지체(4)를 구비하고, 제1실시형태와 마찬가지로 발광소자(2)로부터의 발광이 렌즈(3)를 통해서 외부로 출사되도록 구성되어 있다.

제3실시형태의 렌즈(3)와 지지체(4) 사이에도, 자웅 끼워맞춤 가능한 수부와 암부가 형성되어 있지만, 이 제3실시형태에서는 도 5에 나타내는 바와 같이, 지지면(10)에 암부로서의 홈부(30)가 형성되고, 렌즈(3)에 수부로서의 리브(31)가 형성되어 있다.

홈부(30)는 지지면(10) 상에 3(n+α=3)개 오목하게 형성되어 있다. 이들 홈부(30)는, 도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 중심축(O)측으로부터 방사선상으로 연장되는 직선형상이고, 인접하는 홈부(30)끼리는 중심각 120°에 배치되어 있다. 한편, 리브(31)는 렌즈(3)의 하면에 2(n=2)개 늘어뜨려 설치되고, 상기 3개의 홈부(30) 중 임의의 2개와 자웅 끼워맞춤할 수 있도록 배치되어 있다. 즉, 이 실시형태에서는 n=2, α=1로 되어 있다.

또, 이들 홈부(30)와 리브(31)의 자웅 끼워맞춤에 의해 렌즈(3)를 지지체(4)에 대하여 위치맞춤하였을 때에, 렌즈(3)의 플랜지부(12)의 외주와 오목부(7)의 내주 사이에는, ΔL의 약간의 간극(32)이 형성되도록 되어 있다.

그 때문에, 렌즈(3)를 지지면(10)에 탑재하여 위치맞춤하였을 때에, 1개의 홈부(30)가 자웅 끼워맞춰지지 않고 남아, 이 홈부(30)는 상기 간극(32)을 통해서 외부로 연통되기 때문에, 이것이 리크부로서 기능한다.

상기 구성의 제3실시형태에서는, 홈부(30)와 리브(31)에 의한 2세트의 자웅 끼워맞춤으로 렌즈(3)가 지지체(4)에 대하여 위치맞춤된다. 오목부(7)에 많이 주입된 투광성 수지(13)는, 렌즈(3)의 압압에 의해 자웅 끼워맞춰지지 않고 남은 1개의 홈부(30)와 간극(32)을 통해서, 그 잉여분이나 기포가 외부로 배출된다(도 6(c)의 화살표 C 참조). 이것에 의해 제1실시형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

또, 본 발명은 상술한 제1∼제3실시형태에 한정되는 것은 아니고, 수부 및 암부의 형상, 개수(n 및 α), 및 배치부위 등은 적절히 변경가능하다.

Claims

발광소자와 렌즈가 이간되어 지지체에 지지되고, 지지체에 있어서의 발광소자와 렌즈 사이에 충전되는 투광성 수지의 경화에 의해 렌즈를 지지체에 고정하는 발광장치에 있어서,

상기 지지체와 렌즈 사이에는 자웅 끼워맞춤 가능한 수부와 암부가 형성되고,

상기 암부는 상기 수부가 n개(n은 양의 정수) 형성되는 것에 대하여 (n+α)개(α는 양의 정수) 설치됨과 아울러 투광성 수지측에서 외부로 연통하도록 형성되고, α개의 암부는 상기 렌즈의 고정시에 상기 투광성 수지 또는 기포를 외부로 배출할 수 있는 리크부로 되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
제1항에 있어서, 상기 렌즈는 상기 지지체와의 사이의 n세트의 자웅 끼워맞춤에 의해, 상기 지지체에 대하여 위치결정되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지체에는 오목부가 형성되고, 이 오목부의 저면에 상기 발광소자가 고정되며, 상기 오목부의 깊이방향의 중도부에는 상기 렌즈가 고정되고, 발광소자와 렌즈 사이로 되는 오목부에 상기 투광성 수지가 충전되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
제3항에 있어서, 상기 오목부의 깊이방향의 중도부에는 렌즈에 있어서의 발광소자측의 면을 지지하는 지지면이 형성되고, 상기 수부와 암부는 상기 렌즈에 있어서의 발광소자측의 면과 상기 지지면 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광장치.
제3항에 있어서, 상기 수부와 암부는 상기 렌즈의 측면과 상기 오목부의 내측면 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광장치.