JPH0145162B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車輌用灯具等に使用して好適な照明装
置に係り、特に多数の発光ダイオードを光源とし
て使用したものにおいて、半導体チツプから斜め
前方に出射する光を有効に利用し照明効果を向上
させるようにした照明装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、半導体技術の発達により輝度の高い発光
ダイオードが開発され、しかも安価に入手できる
ようになつたことから、車輌用灯具、特に制動
灯、尾灯等の光源として電球の代りに使用するこ
とが検討されるに至つており、その一例として第
５図に示すものが知られている。これは前面が開
放するバツクカバー１と、内面に多数の拡散レン
ズ３が密集して形成され前記バツクカバー１の前
面開口部を閉塞する前面レンズ２とで灯体４を形
成し、この灯体４の内部に多数の発光ダイオード
５を所定の間隔をおいてマトリツクス状に実装し
てなる基板６を配設し、各発光ダイオード５から
出た光が前面レンズ２を透過する際、拡散レンズ
３によつて拡散させるようにしたものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、発光ダイオード５、特に半導体チツ
プ７を外気から遮断保護するためエポキシ樹脂等
の透明度の高い樹脂８でモールドしたものにおい
ては、樹脂８自体の先端部をドーム状に形成して
光の指向性を高めているため、発光ダイオード５
の軸線方向が最も明るく照明され、従つて拡散レ
ンズ３で光を拡散しているとは云え、前面レンズ
２に明暗差が生じ、均一照明という点で問題があ
つた。そこで、発光ダイオード５の数を増やすこ
とも考えられるが、その場合はコストアツプの原
因となるばかりか、あまり近接させすぎるとダイ
オード相互の発熱により発光量が低下するため、
期待する明るさが得られないという別の問題が生
じる。

また、半導体チツプ７は光の指向性を高めるた
め通常ドーム部の焦点位置付近もしくは焦点位置
より基板６側にずれて配置されているため、半導
体チツプ７から出た光のうち発光ダイオード５の
光軸に対して大きな角度で斜め前方に出射した光
はドーム部を透過せず、前面レンズ２の照明に有
効に利用されないという欠点があつた。

また、半導体チツプ７を樹脂８でモールドせず
単に基板６上に実装した発光ダイオードは、点光
源を構成するため、光軸周りが最も明るく光軸か
ら遠のくにつれて暗くなり均一な明るさでの照明
が困難であつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る照明装置は上述したような点に鑑
みてなされたもので、各発光ダイオードの半導体
チツプを透明樹脂でモールドしてこの透明樹脂の
前面に球面状のレンズ部を前記半導体チツプに対
応して一体に形成し、前記透明樹脂の前方に多数
の魚眼集光レンズが各発光ダイオードに対応して
形成されたインナーレンズを配設し、さらに内面
に多数の拡散レンズが形成されたアウターレンズ
を前記インナーレンズの前方に配設し、前記半導
体チツプを前記球面状レンズ部の焦点位置より前
方に位置させたものである。

〔作 用） 本発明においては、半導体チツプを球面状レン
ズ部の焦点位置より前方に配置しているので、該
チツプから出た光のうち球面状レンズ部を透過す
る光の立体角が大きく、より多くの光を有効に利
用でき、前方を明るく照明することができる。ま
た、魚眼集光レンズは点光源を面光源に変換する
ため、発光出力の指向性を低下させ明暗差の発生
を防止する。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。

第１図は本発明に係る照明装置を自動車の尾灯
に適用した場合の一実施例を示す要部断面図、第
２図はインナーレンズの斜視図である。これらの
図におて、尾灯１０は、前後面が開放した枠体１
２と、枠体１２の前面開口部を閉塞するアウター
レンズ１３と、枠体１２の背面開口部を閉塞する
基板１４を備え、これらによつて灯体１１を形成
している。そして灯体１１の内部にはインナーレ
ンズ１５、基板１４の内側面に配設された多数の
発光ダイオード１６およびダイオード画成部材１
７等が配設されている。

前記アウターレンズ１３は所定の色に着色され
た透光性を有する樹脂もしくはガラスで形成さ
れ、その内側面には多数の小さな凸レンズからな
る拡散レンズ１８が密集して形成されている。

前記インナーレンズ１５は透明もしくは透光性
を有する樹脂によつて形成され、表面には多数の
魚眼集光レンズ１９が密集して一体に形成されて
いる。魚眼集光レンズ１９は、インナーレンズ１
５を透過する前記発光ダイオード１６からの光を
屈折させ略平行光線となるように制御するもの
で、第２図に示すように底部の各辺が略等しい方
形の輪郭形状を有する半球状の球面レンズで構成
されている。

前記各発光ダイオード１６は前記インナーレン
ズ１５の各魚眼集光レンズ１９にそれぞれ対応し
て基板１４に実装されるもので、半導体チツプ２
１、一対のリード線２２，２３、金線２４等で構
成され、一方のリード線２２と半導体チツプ２１
との間には良導体によつて略皿状に形成され前記
半導体チツプ２１から出た光のうち斜め後方に向
う光を前方に反射させる反射板２５が介在されて
いる。半導体チツプ２１と他方のリード線２３と
は金線２４によつて接続され、また一対のリード
線２２，２３は前記基板１４の電気回路にそれぞ
れ接続されている。

前記ダイオード画成部材１７は不透明な合成樹
脂によつて一体に形成され、前記各発光ダイオー
ド１６を個々独立に画成収納する多数のダイオー
ド収納部２８を有している。ダイオード収納部２
８はダイオード画成部材１７の表裏面に開口する
テーパ状の透孔からなり、その内壁面はアルミニ
ウムの蒸着、反射特性に優れた塗料の塗布、アル
ミ箔の貼着等によつて反射面を形成している。ま
た、各ダイオード収納部２８には透明な樹脂３０
が充填され前記発光ダイオード１６をモールドし
ている。樹脂３０としてはエポキシ樹脂等が使用
され、その表面は略半球状に膨出形成されること
により球面状のレンズ部３１を形成している。そ
して、半導体チツプ２１は前記レンズ部３１の焦
点Ｐより前方に位置して配置されている。

このような構成からなる尾灯１０において、半
導体チツプ２１から出た光のうち前方に向う光は
樹脂３０およびインナーレンズ１５を順次透過
し、アウターレンズ１３を照射する。この時、光
は樹脂３０の球面状レンズ部３１によつて該レン
ズ部３１の中心側に屈折し、さらにインナーレン
ズ１５の魚眼集光レンズ１９によつて屈折するこ
とにより、略平行光線となつて前方に向い、この
光をアウターレンズ１３の拡散レンズ１８によつ
て拡散させることにより所望の配光を得るように
している。

ここで、第３図に実線で示すように半導体チツ
プ２１を球面状レンズ部３１の焦点Ｐより前方に
配置すると、該レンズ部３１を透過する光の立体
角θを、破線で示すように焦点Ｐ位置に半導体チ
ツプを配置した場合における前記レンズ部３１を
透過する光の立体角θ₁より大きく設定することが
できる。したがつて、球面状レンズ部３１を透過
して前方に向う光の量が増加するため、光の損失
が少なく、アウターレンズ１３をより明るく照明
することができる。

また、発光ダイオード１６自体は点光源であつ
ても、光が球面状レンズ部３１および魚眼集光レ
ンズ部１９を透過する際、その全表面から出射し
てアウターレンズ１３方向に向うため、尾灯１０
を正面から見ると発光ダイオード１６から出る光
が面状にひかり、あたかも面光源のように見え
る。その結果として発光出力の指向性が低下し明
暗差が少なくなるため、アウターレンズ１３の全
面をほぼ均一な明るさで照明する。

さらに、各発光ダイオード１６はダイオード画
成部材１７によつて他の発光ダイオードと隔絶さ
れているので、ダイオード相互の発熱により発光
性能が低下することもなく、近接配置を可能にす
る。

第４図は本発明の他の実施例を示す要部断面図
である。この実施例は、第５図に示した従来構造
と同様外囲器としての透明樹脂８で半導体チツプ
７をモールドした発光ダイオード５を基板１４に
多数実装して構成したものである。透明樹脂８の
先端面はドーム状に形成されることにより球面状
のレンズ部４０を構成している。但し、このレン
ズ部４０の焦点Ｐより前方に前記半導体チツプ７
を配置した点において従来構造の発光ダイオード
５が異なつている。また、本実施例においては第
１図実施例に示したダイオード画成部材１７を除
いているが、ダイオード相互の発熱による影響を
防止する必要がある場合はダイオード画成部材１
７を使用することが望ましいことは云うまでもな
い。なお、４２はダイオード点灯用抵抗体であ
る。

このような構成においても、半導体チツプ７を
球面状レンズ部４０の焦点Ｐ位置より前方に配置
しているので、上記実施例と同様の効果が得られ
ることは明らかであろう。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る照明装置は、
発光ダイオードをモールドする透明樹脂の前面に
球面状のレンズ部を一体に形成し、このレンズ部
の焦点位置より前方にダイオードの半導体チツプ
を配置して構成したので、球面状レンズ部を透過
する光の立体角を大きくすることができ、換言す
ればレンズ部を透過する光の量を増加させること
ができる。したがつて光の損失が少なく照明効果
を向上させることができる。また、アウターレン
ズと発光ダイオードの間に、各ダイオードに対応
する多数の魚眼集光レンズを形成してなるインナ
ーレンズを配設し、魚眼集光レンズにより発光ダ
イオードを面光源から実質的に面光源に変換して
いるので、アウターレンズの表面全体をほぼ均一
な明るさで照明することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を自動車の尾灯に適用した場合
の一実施例を示す要部断面図、第２図はインナー
レンズの斜視図、第３図は本発明の効果を説明す
るための図、第４図は本発明の他の実施例を示す
要部断面図、第５図は照明装置の従来例を示す要
部断面図である。 １……バツクカバー、５……発光ダイオード、
６……基板、７……半導体チツプ、８……透明樹
脂、１１……灯体、１３……アウターレンズ、１
４……基板、１５……インナーレンズ、１６……
発光ダイオード、１７……ダイオード画成部材、
１８……拡散レンズ、１９……魚眼集光レンズ、
３０……透明樹脂、３１……球面状レンズ部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 多数の発光ダイオードを光源として使用した
   照明装置において、前記各発光ダイオードの半導
   体チツプを透明樹脂でモールドしてこの透明樹脂
   の前面に球面状のレンズ部を前記半導体チツプに
   対応して一体に形成し、前記透明樹脂の前方に、
   多数の魚眼集光レンズが各発光ダイオードに対応
   して形成されたインナーレンズを配設し、さらに
   このインナーレンズの前方には内面に多数の拡散
   レンズが形成されたアウターレンズを配設してな
   り、前記半導体チツプを前記球面状レンズ部の焦
   点位置より前方に配置したことを特徴とする照明
   装置。