JP2007288014A - 発光ダイオード用キャップ - Google Patents

Abstract

【課題】表面実装型の発光ダイオードにおいて、基板のどこに配置しても狙った照明位置に対して所望の明るさの光を当てることができるような発光ダイオード用キャップを提供する。
【解決手段】発光ダイオード用キャップ１を平面発光型の表面実装発光ダイオード１０の光が出力される外表面に被せるように装着する。平面発光型の表面実装発光ダイオード１０から出力された光は、導光部内の反射部５によって光の向きを変更され、透光部４から光が光軸Ａに沿って出力される。
【選択図】図８

Description

本発明は、例えば発光ダイオードの光の方向を変更するようなキャップに関する。

従来、電子機器のインジケータなどの照明にはプリント配線基板などに実装された表面実装型の発光ダイオードが使用されることが多い。

表面実装発光ダイオードを図１ないし図４に示す。図１は平面発光型の表面実装発光ダイオード１００の斜視図、図２は図１のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。平面発光型の表面実装発光ダイオード１００はパッケージ１０１と、発光ダイオード素子１０２と端子１０３および端子１０４と、フレーム１０５と、から構成されている。

パッケージ１０１は例えば樹脂などにより箱状に形成されており、基板１１０と平行する面１０１ａは後述する発光ダイオード素子１０２からの光が出力できるように透明に形成されている。発光ダイオード素子１０２はパッケージ１０１内のフレーム１０５に設置されており、基板１１０の配線１１１に接続される一方の端子１０３は発光ダイオード１０２のカソードまたはアノードと接続され、基板１１０の配線１１２に接続される他方の端子１０４は発光ダイオード素子１０２のアノードまたはカソードと接続されている。そして配線１１１または１１２を通してアノードからカソードへ電流を流すことによって発光ダイオード１０２が発光し基板１１０と交差する方向である鉛直方向に光を発する。

図３は、側面発光型の表面実装発光ダイオード２００の斜視図、図４は図３のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。側面発光型の表面実装発光ダイオード２００はパッケージ２０１と、発光ダイオード２０２と端子２０３および端子２０４と、フレーム２０５と、から構成されている。

パッケージは２０１は例えば樹脂などにより箱状に形成されており、基板１１０と鉛直する面２０１ａは後述する発光ダイオード素子２０２からの光が出力できるように透明に形成されている。発光ダイオード素子２０２はパッケージ２０１内のフレーム２０５に設置されており、基板１１０の配線１１１に接続される一方の端子２０３が発光ダイオード素子２０２のカソードまたはアノードと接続され、基板１１０の配線１１２に接続される他方の端子２０４は、発光ダイオード素子２０２のアノードまたはカソードと接続されている。そして配線１１１または１１２を通してアノードからカソードへ電流を流すことによって発光ダイオード素子２０２が発光し基板１１０と平行方向に光を発する。

上述した平面発光型の表面実装発光ダイオードは、実装面（基板）に対し光軸は鉛直方向の発光のみの照明であるので、照明範囲や照明位置は平面発光型の表面実装発光ダイオードのほぼ鉛直方向に限られる。しかし、機器の小型化などに伴って基板設計上照明範囲や照明位置が鉛直方向となるように配置できないことも多い。このような場合には、照明範囲や照明位置から少しずらした位置に複数の平面発光型の表面実装発光ダイオードを配置して所望の明るさの光を得るようにしていたが、この場合は複数の平面発光型の表面実装発光ダイオードが必要なため実装面積が増加したりコストアップとなってしまう。さらに、ずらして配置した場合は他の部品が影となることもあり、所望の照明範囲や照明位置に光を照射することができないこともあった。

また、基板に対して平行に照明するためには上述した側面発光型の表面実装発光ダイオードを用いる必要があるが、側面発光型の表面実装発光ダイオードは平面実装型の表面実装発光ダイオードと配線パターンが異なっているものが多いため基板の配線パターン設計において標準化が困難であった。

そこで、本発明は、例えば表面実装型の発光ダイオードにおいて、基板のどこに配置しても狙った照明位置に対して所望の明るさの光を当てることができるような発光ダイオード用キャップを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、光を発する発光ダイオード本体外周面に被着されるキャップにおいて、前記発光ダイオードが発した光を当該光の照射されることで発光する発光部に向って導く導光手段を備えたことを特徴としている。

以下、本発明の一実施形態にかかる発光ダイオード用キャップを説明する。本発明の一実施形態にかかる発光ダイオード用キャップは、導光手段によって発光ダイオードが発した光を照射されることで発光する発光部に向って導くように光の向きを変更させている。このようにすることによって、発光ダイオードにおいてキャップを様々な方向に発光可能とすることができる。

また、導光手段は、光の向きを前記発光ダイオードが実装される基板と交差する方向の任意の向きに変更するようにしてもよい。すなわち、基板と交差する方向のうち任意の角度に導光手段を形成することによって、発光ダイオードにおいて基板と交差する方向の様々な向きに発光可能とすることができる。

また、導光手段は、光の向きを前記発光ダイオードが実装される基板と平行な方向の任意の向きに変更するようにしてもよい。すなわち、基板と平行な方向のうち任意の角度に導光手段を形成することによって、発光ダイオードにおいて平行な方向の様々な向きに発光可能とすることができる。

また、前記光の向きを変更する手段は、凸レンズ状に形成され、光を所定の向きに集中して出力するようにしてもよい。このようにすることによって、発光ダイオードの光を所定の場所にスポット的に照明（照射）することができる。

また、前記光の向きを変更する手段は、凹レンズ状に形成され、光を所定の向きに拡散して出力するようにしてもよい。このようにすることによって、発光ダイオードの光を広範囲に照明（照射）することができる。

また、発光ダイオードが発した光の発光色を変更する色変更手段を備えてもよい。このようにすることによって、発光ダイオードが発した光を別の色に変更することができ、容易に発光色を変更することができる。

本発明の第１の実施例にかかる発光ダイオード用キャップ１を図５ないし図９を参照して説明する。図５は発光ダイオード用キャップ１の斜視図、図６は発光ダイオード用キャップ１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。発光ダイオード用キャップ１は装着部２と、導光部３と、を備えている。

装着部２は、箱型に形成され、内部は平面発光型の表面実装発光ダイオードの外周面に被着できるように中空状になっている。

導光手段としての導光部３は、透光部４と、反射部５と、を備え、三角柱状の形状で装着部２の基板と平行する面、すなわち平面発光型の表面実装発光ダイオードの発光面と平行する面に設けられており、装着部２と一体に形成されている。

透光部４は、平面発光型の表面実装発光ダイオードが出力した光を基板と交差する任意の角度の方向へ出力するように透明に形成されている。

反射部５は、表面実装発光ダイオードからの光を透光部４へ反射させる。したがって導光部３の反射部５の傾斜角度は平面発光型の表面実装発光ダイオードからの光が透光部４へ効率良く出力できるような角度が望ましい。

また、発光ダイオード用キャップ１の透光部４を除く外表面には光が漏れないように、メッキ、塗装などのコーティングや、２色成形などにより全遮光または減光させるように形成されている。

次に、図７および図８を参照して上述したの発光ダイオード用キャップ１を平面発光型の表面実装発光ダイオード１０に装着した際の説明をする。図７は発光ダイオード用キャップ１を平面発光型の表面実装発光ダイオード１０に装着した状態の斜視図、図８は図７のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。

平面発光型の表面実装発光ダイオード１０はパッケージ１１と、発光ダイオード素子１２と、フレーム１３と、端子１４および１５と、を備えている。

パッケージは１１は例えば樹脂などにより箱状に形成されており、基板１６と平行する面１１ａから後述する発光ダイオード素子１２からの光が出力できるように透明に形成されている。発光ダイオード素子１２はパッケージ１１内のフレーム１３に設置されており、基板１６の配線１７に接続される一方の端子１４は発光ダイオード素子１２のカソードまたはアノードと接続され、基板１６の配線１８に接続される他方の端子１５は発光ダイオード素子１２のアノードまたはカソードと接続されている。そして配線１７または１８を通して発光ダイオード素子１２のアノードからカソードへ電流を流すことによって発光ダイオード素子１２が発光し基板１６と交差する方向である鉛直方向に光を発する。

発光ダイオード用キャップ１は、上述した平面発光型の表面実装発光ダイオード１０の光が出力する面１１ａに被せるように装着する。このようにすると、平面発光型の表面実装発光ダイオード１０の発光ダイオード素子１２から発せられた光が発光ダイオード用キャップ１の反射部５によって透光部４に向かうように反射される。したがって平面発光型の表面実装発光ダイオード１０が発した光は二点鎖線Ａに沿うように斜め方向に出力される。

次に、図９を参照して、発光ダイオードの光によって点灯するインジケータ２１ｂａを備えた押しボタンスイッチ２０に、押しボタンスイッチ２０と鉛直方向に実装していない平面発光型の表面実装発光ダイオード１０からの光を発光ダイオード用キャップ１を用いて光を照明（照射）する際の説明をする。

押しボタンスイッチ２０は、電子機器などのケース２６に取りつけられ、ボタン部２１と、スイッチ部２３と、を備えている。

ボタン部２１は、樹脂などにより透明に形成され、円筒状で後述するスイッチ部２３の可動部２４と接する軸部２１ａと、円盤状で軸部よりも外径が大きく形成され表面が電子機器などの外表面に露出する露出部２１ｂとを備える。露出部２１ｂには平面発光型の表面実装発光ダイオード１０からの光が照射されることで発光する発光部としてのインジケータ２１ｂａが形成され、インジケータ２１ｂａ以外の外表面には平面発光型の表面実装発光ダイオード１０からの光が漏れないように塗装による塗装膜２２が形成されている。

スイッチ部２３は、可動部２４と、筺体２５と、を備え、ボタン部２１により可動部２４がＸ方向へ押されると筺体２５内において電気的なオン／オフまたは切替えなどの動作が行われる。

上述したような押しボタンスイッチ２０に対して、図９において平面発光型の表面実装発光ダイオード１０は基板１６上の略鉛直となる位置に実装していない。したがって、このままでは押しボタンスイッチ２０のインジケータ２１ｂａを発光させるに充分な明るさの光で照明できない。そこで、発光ダイオード用キャップ１を平面発光型の表面実装発光ダイオード１０に被着すると、平面発光型の表面実装発光ダイオード１０の光の光軸が二点鎖線Ａのように変更されインジケータ２１ｂａを発光させるように光を照射することができるようになる。

本実施例によれば、平面発光型の表面実装発光ダイオード１０に発光ダイオード用キャップ１を装着することによって光の向きを基板１６と交差する方向の任意の向きにすることができ、これによって照明範囲や照明位置が鉛直方向となるように平面発光型の表面実装発光ダイオード１０を実装できない場合でも任意の照明位置に照明できるようになる。

次に、第２の実施例にかかる発光ダイオード用キャップ３０を図１０および図１１を参照して説明する。なお、前述した第１の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。図１０は発光ダイオード用キャップ３０を平面発光型の表面実装発光ダイオード１０に装着した状態の斜視図、図１１は図１０のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。

本実施例では、発光ダイオード用キャップ３０の透光部３４が装着部３２の長手方向の側面３２ａと同一平面上に設けられている点が異なる。このようにすることで、平面発光型の表面実装発光ダイオード１０が発した光は２点鎖線Ｂに沿うように基板１６と平行する方向に出力される。

本実施例によれば、平面発光型の表面実装発光ダイオード１０に発光ダイオード用キャップ３０を装着することによって光の向きを基板と平行な方向にすることができ、これによって側面発光型の平面実装発光ダイオードを用いる必要が無くなる。

なお、上述した実施例では基板１６と平行な方向は平面発光型の表面実装発光ダイオード１０の長手方向に出力するようにしたが、それに限らず、長手方向と直交する方向や、長手方向と長手方向と直交する方向の間の任意の方向など、基板と平行な任意の方向に光を出力するようにしても良い。

また、上述した第１および第２の実施例を組合せてもよい。すなわち、基板と交差する任意の方向、かつ基板と平行な任意の方向へ光を出力するように導光部を形成することで平面発光型の表面実装発光ダイオード１０の実装位置を変更せずにより様々な方向へ照明することができる。

また、上述した第１および第２の実施例では、反射部によって光を反射して光の向きを変更していたが、導光部の内部をプリズム状に形成し光を屈折させて向きを変更しても良い。

次に、第３の実施例にかかる発光ダイオード用キャップ４０を図１２および図１３を参照して説明する。なお、前述した第１の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。図１２は発光ダイオード用キャップ４０を平面発光型の表面実装発光ダイオード１０に装着した状態の斜視図、図１３は図１２のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。

本実施例では、発光ダイオード用キャップ４０の導光部４３の透光部４４が、第１の実施例や第２の実施例とは異なり、基板と交差する方向に凸レンズ状に形成されている。このようにすることで、平面発光型の表面実装発光ダイオード１０が発した光は２点鎖線ＣおよびＤの範囲に集光される。

本実施例によれば、平面発光型の表面実装発光ダイオード１０に発光ダイオード用キャップ４０を装着することによって光を集光させることができ、これによって従来よりもよりスポット的に照明することが可能となる。

次に、第４の実施例にかかる発光ダイオード用キャップ５０を図１４および図１５を参照して説明する。なお、前述した第１の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。図１４は発光ダイオード用キャップ５０を平面発光型の表面実装発光ダイオード１０に装着した状態の斜視図、図１５は図１４のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。

本実施例では、発光ダイオード用キャップ５０の導光部５３の透光部５４が、第１の実施例や第２の実施例とは異なり、基板と交差する方向に凹レンズ状に形成されている。このようにすることで、平面発光型の表面実装発光ダイオード１０が発した光は２点鎖線ＥおよびＦの範囲に拡散されて光が出力される。

本実施例によれば、平面発光型の表面実装発光ダイオード１０に発光ダイオード用キャップ５０を装着することによって光を拡散させることができ、これによって従来よりも広範囲に照明することが可能となる。

なお、上述した発光ダイオード用キャップの色変更手段としての透光部に任意の色を付けて形成、または透光部外表面に任意の色のフィルタなど取りつけてもよい。このようにすることで、発光ダイオードが発する発光色を変更することができる。

また、上述した発光ダイオード用キャップの透光部に蛍光剤を含有させて形成してもよい。このようにすることで、発光輝度を調整することができる。

前述した実施例によれば、以下の発光ダイオード用キャップが得られる。

光を発する平面発光型の表面実装発光ダイオード１０のパッケージ１１に被着される発光ダイオード用キャップ１において、平面発光型の表面実装発光ダイオード１０が発した光を当該光が照射されることで発光するインジケータ２０ｂａに向かって導く導光部３を備えたことを特徴とする発光ダイオード用キャップ１。

従来技術における平面発光型の表面実装発光ダイオードの説明図である。 図１のＩ−Ｉに沿う断面図である。 従来技術における側面発光型の表面実装発光ダイオードの説明図である。 図３のＩＩ−ＩＩに沿う断面図である。 本発明の第１の実施例にかかる発光ダイオード用キャップの説明図である。 図５のＩＩＩ−ＩＩＩに沿う断面図である。 本発明の第１の実施例にかかる発光ダイオード用キャップを平面発光型の表面実装発光ダイオードに装着した際の説明図である。 図７のＩＶ−ＩＶに沿う断面図である。 本発明の第１の実施例にかかる発光ダイオード用キャップを平面発光型の表面実装発光ダイオードに装着して押しボタンスイッチのインジケータを発光させる際の説明図である。 本発明の第２の実施例にかかる発光ダイオード用キャップを平面発光型の表面実装発光ダイオードに装着した際の説明図である。 図１０のＶ−Ｖに沿う断面図である。 本発明の第３の実施例にかかる発光ダイオード用キャップを平面発光型の表面実装発光ダイオードに装着した際の説明図である。 図１２のＶＩ−ＶＩに沿う断面図である。 本発明の第４の実施例にかかる発光ダイオード用キャップを平面発光型の表面実装発光ダイオードに装着した際の説明図である。 図１４のＶＩＩ−ＶＩＩに沿う断面図である。

符号の説明

１ 発光ダイオード用キャップ
３ 導光部（導光手段）
４ 透光部（色変更手段）
１０ 平面発光型の表面実装発光ダイオード
２０ 押しボタンスイッチ
２１ｂａ インジケータ（発光部）

Claims (6)

1. 光を発する発光ダイオード本体外周面に被着されるキャップにおいて、
   前記発光ダイオードが発した光を当該光が照射されることで発光する発光部に向かって導く導光手段を備えたことを特徴とする発光ダイオード用キャップ。
2. 前記導光手段は、光の向きを前記発光ダイオードが実装される基板と交差する方向の任意の向きに変更することを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード用キャップ。
3. 前記導光手段は、光の向きを前記発光ダイオードが実装される基板と平行な方向の任意の向きに変更することを特徴とする請求項１または２に記載の発光ダイオード用キャップ。
4. 前記導光手段は、凸レンズ状に形成され、光を所定の向きに集光して出力することを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード用キャップ。
5. 前記導光手段は、凹レンズ状に形成され、光を所定の向きに拡散して出力することを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード用キャップ。
6. 前記発光ダイオードが発した光の発光色を変更する色変更手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の発光ダイオード用キャップ。

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