JPH02155279A - ランプ - Google Patents

ランプ

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JPH02155279A
JPH02155279A JP1261234A JP26123489A JPH02155279A JP H02155279 A JPH02155279 A JP H02155279A JP 1261234 A JP1261234 A JP 1261234A JP 26123489 A JP26123489 A JP 26123489A JP H02155279 A JPH02155279 A JP H02155279A
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point
cup
angle
light
lamp
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JP1261234A
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English (en)
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Robert C Gardner
ロバート・シー・ガードナー
David E Silverglate
ディビッド・イー・シルバーグレイト
Greg P Smestad
グレッグ・ペリー・スメスタッド
George E Smith
ジョージ・エドワード・スミス
John F Snyder
ジョン・エフ・スナイダー
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Hewlett Packard Co
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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】 ［発明の技術分野］ 本発明は高能率のランプに関する。
［従来技術およびその問題点］ 発光ダイオード（ＬＥＤ）は、それが代替しようとしで
いる白熱電球と比較して寿命が長く低コストなので、自
動車の設計においてしだいに広く用いられるようになっ
てきている。今日の自動車デザイナは、インジケータ・
ランプや英数字デジット用としてだけでな（、センタ・
ハイ・マウント・ストップ・ランプ（ｃｅｎｔｅｒ　ｈ
ｉｇｈ　ｍｏｕｎｔｅｄｓｔｏｐ　Ｉｉｇｔ＋Ｌ）のよ
うなハイパワーの照明灯用にもＬＥＤを指定している。
ＬＥＤストップランプはセンタ・ハイ・マウント・スト
ップ・ランプの輝度を視角の関数としてカンデラで表す
米国連邦規格が示されている。
白熱電球とコスト面で競争できるようにするには、ＬＥ
Ｄストップランプは、はんのわずかな数の個別のＬＥＤ
ランプしか含むことができない。
個別ＬＥＤランプの各々がＬＥＤチップからの光束のほ
ぼ全てを引き出してその光を有効な視角的に集中する場
合には、個別ＬＥＤランプの個数を最小限にすることが
できる。視角外の光束はむだになるのであり、うまく処
理していたら視角内の輝度を大きくするのに利用できた
かもしれないものである。結像光学（ｉｍａｇｉｎｇ　
ｏｐｔｉｃｓ）の原理と標準的な製造技術に従って設計
された市販のインジケータ・ランプでは、必要とされる
狭い視角的に十分な光束を集中させることができない。
発光表面が視面（νｉｅＷｉｎｇ　ｐｌａｎｅ）に結像
するという結像光学設計の制約のため、結像光学を利用
したＬＥＤ照明灯をコストパフォーマンスが良くなるよ
うに設計することは極めて困難である。
効率の高いソーラー・コレクタの設計において、非結像
光学（ｎｏｎ−ｉｍａｇｉｎｇ　ｏｐｔｉｃｓ）として
知られる別の設計法が用いられ、成功をおさめている。
発光表面を視面に結像させる必要がないため、非結像光
学では更に設計の自由度が得られる。Ｗ。
Ｔ、　ＷｅｌｆｏｒｃｌとＲ，Ｈｌｎｓｔｏｎによる教
科書”ＴｈｅＯｐｔｉｃｓ　ｏｆ　Ｎｏｎｉｍａｇｉｎ
ｇ　Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒｓ”には、非結像光学に
関する有益な解説が見い出せるであろう。ソーラー・コ
レクタへの非結像光学の適用の具体例は、Ｄ　ｒ　、　
Ｒｏｌａｎｄ　Ｗｉｎｓｔｏｎに発行されたいくつかの
米国特許（例えば、米国特許第３，９２３，３８１号、
３，９５７，０３１号）に見い出せるであろう。
［発明の目的］ 本発明は従来技術の欠点を除去し、高能率のランプを提
供することを目的とする。
［発明の概要］ 本発明の望ましい実施例によれば、発明者は、ストップ
・ランプのような車外灯に用いるのに十分適合する効率
の高いＬＥＤランプが得られるようにするため、非結像
光学の概念を利用した。あえ らかしめ選択された限スされた視角について、極めて輝
度の高い出力を生じるランプは２つの主要ステージと、
必要によっては更にレンズ・ステージを含んでいる。第
１ステージは、ＬＥＤを支持し光軸に対し±４５°とい
った所望の角度内に３次元の光束を集中させる光束抽出
器である。第２ステージは、最終的な所望の視角への集
中を継続する光パイプである。光束抽出器の複合的な放
物形状を続けて用いる代わりに、この第２ステージを利
用することによって、本発明ではランプの製造が大幅に
単純化され、コストと信顛性が大幅に改善された。いく
つかあるレンズの１つを利用して、ランプの見掛けの照
射領域を増したり、あるいはランプの物理的高さを低（
することができる。
本発明の他の望ましい実施例では、拡散体を利用してＬ
ＥＤ光を散乱させてもよい。ランプ構造自体の内部に拡
散体のかたまりを配置することもできるし、あるいはラ
ンプの上に拡散層を置くこともできる。拡散体は照射領
域の見掛けのサイズを増し、ランプの輝度を低下させ、
また光束を拡散して拡散体表面でほぼランバート分布に
従うようにする働きをする。
［発明の実施例］ 第７図には、水平視角と垂直視覚の関数として、自動車
の中央の高い位置に取りつけられるＬＥＤストップ・ラ
ンプについて、カンデラで表わした輝度に関する現在の
米国連邦規格が示されている、必要とされる輝度は、光
軸の５°以内において最大となり、その角度が増すにつ
れて低下する。
従って光軸の上方へｌＯｏを超え、光学軸の下方へ５°
を超え、あるいは光学軸の両側へ夫々１０°を超える光
束はむだになる。
第８図に結像光学の原理に従って作られたヒユーレット
・パラカード社製モデルＨＬ　Ｍ　Ｐ　−３５７０超高
輝度ＬＥＤランプのような、先行技術によるＬＥＤイン
ジケータ・ランプの断面略図を示す。
このデバイスは最大量の光束を引き出して集中させるの
に最適ではないため、ＬＥＤチップの全光束のかなりの
部分は光軸に対し高角度でランプから放出されるか、あ
るいは反射によってＬＥＤチップに戻されて吸収されて
しまう。
第９図にはＬＥＤ照明灯の構成において重要ないくつか
の設計上のパラメータが示されている。
最近のＬＥＤチップは、ＧａＡｓ５ＧａＡｓＰ。
ＡｌＧａＡｓ、または他の化合物で作ることができ、吸
光基板と透明基板のいずれも利用できる。
こうしたチップの多くは、チップ全表面からあるいはそ
の全てからでない場合でもその大部分から、ランバート
分布の光束を放出することができる。
入力電力（Ｐｉｎ）を最小限にとどめ、かつ効率を最適
にするため、ランプは光束のうちのＬＥＤの上部表面に
よって放出される部分だけでなく、はとんど全ての光束
を引き出して集中させるのが望ましい。第７図に示すよ
うな輝度および見え方の角度条件の要件を満たすため、
ある輝度（Ｂ）の光束を指定されている視角（Ｑｌ）内
に集中させる。多くの用途においては、ランプによって
、所定の面積（Ａ）と指定されている均一な輝度を持つ
照射表面が形成されなければならない、さらに、取りつ
けの物理的制約条件のため、ランプの全高（ｈ）を制限
しなければならないということがよくある。−船釣な照
明の用途では、ＬＥＤチップの表面を視面（ｖｉｅｗｉ
ｎｇ　ｐｌａｎｅ）に結像させる必要はない。
第９図に示すように、最適なＬＥＤ照明ランプでは、Ｌ
ＥＤチップからの光束を全て集中させて、所望のＱｖ内
において最高輝度Ｂが得られ、それ以外では輝度がゼロ
になるようにする。正弦輝度方程式 （Ａ　ｃ　Ｂ　ｃ　）　　（ｓｉｎ”ｆｆ１ｃ　）≧（
Ａ　ｖ　Ｂ　ｖ）（ｓｉｎ”第１図には、非結像光学の
原理を利用し、本発明の望ましい実施例に従って構成さ
れたＬＥＤ照明ランうｌが示されている。ＬＥＤ照明ラ
ンうｌθ は、所望の角度Ｑｌｖで光束をカントオフすることによ
って、効率的にＸ輝度を維持し、（Ｂｄ＝Ｂｖ）、光強
度を最大にする。ＬＥＤチップ３はリードフレーム７内
に作られた光束抽出器カップ５の内部に納められている
。ボンド・ワイヤ蓼がＬＥＤチップ３のアノードをアノ
ード・リード１１に接続している。ＬＥＤチップ３のカ
ソードはカップ５の内表面に導電性エポキシ接着するこ
とによって、カソード・リード線１３１に電気的に接続
されている。リード１１と１３は互いに電気的に絶縁さ
れている。リード・フレーム７はニッケルめっきした銅
のシートから従来の方法で作られる。第３図に関連して
さらに詳しく説明するように、光束抽出器カップ５を形
成できるようにするため、シート上に銀のストライプを
デポジットしてよい。
リード・フレームの厚さは、光束抽出器カップ５を形成
した後では、はぼ８８９μｍ　（０，０３５インチ）に
なる、リード１１．１３は曲げて所望の長さにカットす
ることができる。
第２図に第１図のＬＥＤ照明ランうｌの分解図を示す、
光バイブ２１は第２ステージ２７の円錐壁面２３によっ
て形成されている。光パイプ２１の底部開口は光束抽出
器カップ５の頂部に比べてわずかに大きくなっており、
アセンブリ時のミスアラインメントによって生じる、光
束抽出器カップ５から出ていく光に対する障害を最小限
におさえるようになっている。この寸法を大きめにして
お（分は、ＬＥＤ照明ランプ１から出ていく光束に均一
性についての問題が起るのを回避するため、できるだけ
小さな値に保つのが望ましい。ラグ３１．３３を孔３５
．３７に接続して光パイプ２１と光軸抽出器カップ５を
光軸２５に沿って確実に整列させることによって、リー
ド・フレーム７を第２ステージ２７に取りつける。リー
ド・フレーム７を第２ステージ２７に固定し、また境界
面からの光の漏出を最小限におさえるため、接着剤を使
用してもよい０円錐壁面２３の切欠き３９によって、Ｌ
ＥＤチップ３からり−ド１１にボンド・ワイヤ９を接続
することができるようになる。
第２ステージ２７はＲｏｈｓ＋　＆　ｌ１ａａｓ　Ｃｏ
、製の市販の熱可塑性共重合体であるＸＨＴＡ−１５０
のような、金属溶射可能なプラスチックで作ることがで
きる。
金錐壁面２３は、アルミニウムあるいは銀といった高反
射率の金属でコーティングして、研磨によって光沢仕上
げ（ｂｒｉｇｈｔ　ｆｉｎｉｓｈ）することによって、
鏡面としている。光パイプ２１は、高さが２０．６５ｍ
ｍ（０，８１３インチ）あり、円錐壁面２３の形状はほ
ぼ直線であり、光パイプの半径対その頂部からの深さを
示す下記の表によって定義される。
ｌエ　　　　　　　　　　　主１ Ｏｓｇ（０インチ）　　　　　　　　　　　　　７．４
７７８ｍ　　（０，２９４４インチ）５．０１９　　閤
（０，１９７６インチ）　　　　　　５．８９０３ｍ（
０，２３１９インチ）８．７７８２ｍ　（０，３４５６
インチ）　　　　　　４．７１６８ｍｍ（０，１８５フ
インチ）１０．０４６５　　ｍａ　　（０，４３４９イ
ンチ）　　　４．０２３４ｍｍ（０，１５８４インチ）
１２．６６７ｍａ＋　（０，４９８フインチ）　　　　
　　３．５３３Ｉｎａｍ（０，１３９１インチ）１３．
９３９５　　ａｍ　（０，５４８８インチ）　　　　３
．１４７１ｍｍ（０，１２３９インチ）１４．９９８７
　　ｍｍ　（０，５９０５インチ）　　　　２．８２９
６ｍｍ（０，１１１４インチ）１５．９０８ｍｍ　（０
，６２６３インチ）　　　　　　２．５５２７ｍｍ　　
（０，１００５インチ）１６．７００５　　ｍｍ（０゜
６５７５インチ）　　　　２．３０３８ｍｍ（０，０９
０フインチ）１７．３９６５　１１Ｉｍ　（０，６８４
９インチ）　　　　２．０７７７ｍ（０，０８１８イン
チ）１８．００８６　　ｒｔｍ　（０，７０９０インチ
）　　　　１．８６９４ｍｍ　（０，０７３６インチ）
１８．５４４５　　ｍａ＋（０，７３０１インチ）　　
　　１．６７３９ｍｍ（０，０６５９インチ）１９．０
０９４’　　ｍｍ（０，７４８４インチ）　　　　１．
４９６１ｍｍ（０，０５８９イシチ）１９．４０３１　
１１ＩＩｎ（０，７６３９インチ＞　　　　１．３３１
　　閣（０，０５２４インチ）１９．７３８３　　ｍ（
０，７７７１インチ）　　　　１．０４９　　ｍｍ（０
，０４１３イシチ）２０．０３０４　　ｍ　（０，７８
８６インチ）　　　　１．０４９　　ｍｍ（０，０４１
３インチ）２０．２８４４　　ｍｍ　（０，７９８６イ
ンチ）　　　　０．９３９８ｍｍ　（０，０３７０イン
チ）２０．４９０２　　ｍｓ　（０，８０６フインチ）
　　　　０．８５３４ｍｍ（０，０３３６インチ）２０
．６４２６　　ｍｍ（０，８１２フインチ）　　　　０
．７８９９ｍｎ＋（０，０３１１インチ）２０．７４９
３　　ｍ　（０，８１６９インチ）　　　　０．７５１
８ｍｍ　（０，０２９６インチ）２０．７９２宅；　ｒ
ｒｓ　（０，８１８６インチ）　　　　０．７３６６ｍ
ｍ（０，０２９０インチ）ＬＥＤ照明ランプ１は、第１
図や第２図に示すレンズ４１を追加せずに第１図に示す
ようにして構成してもよい。また光パイプ２１は、製造
しやすくするため、また熱性能を向上させるため、空気
を充填してもよい、もっとも、エポキシの方がＬＥＤチ
ップ３に対する光学的整合が良好で蔓る。こうしたレン
ズなしの設計のひとつの欠点は、ＬＥＤ照明ランプ１の
全高りが比較的大きい値のままになるということである
。ＬＥＤ照明ランプ１にレンズ４１を付加することによ
って、輝度Ｂｖと面θ 積Ａｖはほとんど変えず、また視角啜を一定値±７．５
’に保ったまま、全高を７６．２ｍａｉ　（３インチ）
から２０．６５ｍ　（０，８１３インチ）にまで低くす
ることが可能になる。
第２図には、ＬＥＤ照明灯１に適用して全高を低くする
ことができる液浸レンズ（ｉｍｍｅｒｓｉｏｎｌｅｎｓ
）　４１が示されている。レンズ４１は、屈折率ｎ＝１
．５３のエポキシから作られたものであり、ＰＴ　ＩＩ
エポキシとしてＥｓ５ｅｘ　Ｐｏ１ｙｔｅｃｈ　Ｃｏｍ
ｐａｎｙから市販されている。レンズ４１は、曲率半径
が１０．１６ｔｍ　（０，４インチ）であり、第２ステ
ージ２７の上部の上方に、距離３．０４８ｍｍ　（０−
１２インチ）だけとび出している。
ＬＥＤ照明ランプ１は、第１図および第２図を参照し、
次のステップを実施することによって、簡単に作ること
ができる： １、光抽出器カップ５の内側にＬＥＤチップ３を取りつ
け、ＬＥＤチップ３からリード１１ヘボンド・ワイヤ９
を取りつける。
２、光軸とのアラインメントがとれるようにして、第２
ステージ２７にリード・フレーム７を取りつける。
３、光バイブ２１と光抽出器カップ５にエポキシを注入
して硬化させる。
４、レンズ４１用の所望の形状を持った、モールド・カ
ップにエポキシを注入する。
５、第２ステージ２７の頂部に、レンズ４１の光軸と光
バイブ２１の光軸とのアラインメントが確実にとれるよ
うにして、モールド・カップを取りつける。
６、モールド・カップ内のエポキシを硬化させ、光パイ
プ２１内のエポキシに反射境界面なしでレンズ４１が取
りつけられるように、モールド・カップ内のエポキシを
処置する。
７、モールド・カップを外し、もし望むならレンズ４１
の表面仕上げを行う。
ＬＥＤ照明ランプ１は、上述のように、４０６．４μｍ
（１６ミル）　Ｘ　２５４μｍ（１０ミル）の長方形を
なす、高吸収性の基板のＡｌＧａＡｓ赤色ＬＥＤチップ
３を使用して作られた。ＬＥＤ照明ランプ１の全高は約
２５．４ｍｍ　（１インチ）で、全直径は２１．５９ｍ
ｍ　（０，８５インチ）であった。ＬＥＤチップ３によ
って発生する光束は３次元的（４πステラジアン）であ
り、第２ステージ２７と光抽出器カップ５の境界面にお
ける光軸に対する視角は±６０゜（０，２８平方インチ
）であった、ＬＥＤチップ３への入力電力Ｐｉｎは３０
０ｍＷであり、ＬＥＤ照明ランうｌの輝度Ｂｖは２．４
　Ｘ　１０’力ンデラ／ｍ”（４，３カンデラの強度の
場合）であった。
第３図には、第１図および第２図に示した光抽出器カッ
プ５の詳細な断面図が示されている。光抽出器カップ５
は上述のリード・フレーム７内に形成されており、銀を
コーティングすることで、内表面を鏡面４９とすること
ができる。Ｌ、ＥＤチップ３によって放出された光は、
光軸２５のまわりのカップ視角Ｑ、内で光抽出器カップ
５から出ていく、光抽出器カップ５は光軸２５に対して
軸のまわりに対称的な４つの独立したセフシラン６１．
６３．６５．６７を含んでいる。これら４つのセフシラ
ンの構造については、第３図に示す光抽出器カップ５の
左半分に関してのみ説明する。実際の３次元の光抽出器
カップ５の構造は、この平面図を光軸２５のまわりに回
転させることによって実現することができる。導電性の
銀エポキシを用いることによって、ＬＥＤチップ３が光
抽出器カップ５の平坦な底部セフシラン６１に取りつけ
られる。この平坦な底部セフシラン６１は光軸２５に対
して垂直であり、またＬＥＤチップ３の実際の寸法より
少し大きくなっていて、寸法上の公差を与えまたエンベ
ロープ５３内での製造上のわずかなミスアラインメント
に備えている。不連続にならないようにするため、光抽
出器カップ５の底部へのエンベロープ５３の射影は、た
とえＬＥＤチップ３の実際の射影が方形であったとして
も円形にする。エンベロープ５３は円筒状であり、ＬＥ
Ｄチップ３の高さに公差を加えた高さと、ＬＥＤチップ
３の幅の１．４１４倍に公差を加えたものに等しい直径
を有している。
円形セクション６３が平坦な底部セクション６１の端に
位置する地点７１から地点７３まで延びている。
この他点７３は、エンベロープ５３の頂部端点の近い側
のもの５５を通るカップ視角の射影として定義される。
地点７１と７３の間には、光抽出器カップ５の表面が、
一定の半径を有しておりまたその中心がエンベロープ５
３の頂部端点の近い方のもの５５にある円セグメントを
形成している。エンベロープ５３の射影は円形であるの
で、円形セクション６３は光軸２５のまわりに軸対称と
なっている。
光軸２５のまわりに対称となっている下側放物線セクシ
ョン６５は、地点７３から地点７５まで延びている。地
点７５は光抽出器カップ５の内表面４９上で、平坦な底
面セクション６１から、エンベロープ５３の頂部表面と
同じ高さだけ上方に位置している。下側放物線セクショ
ン６５は、その頂点が地点７３でありまたその軸が地点
７３と近くの端点５５を通って延びまたその焦点がエン
ベロー１５３の端点のうちの近い側のもの５５である放
物線として形成される。
やはり、光軸２５のまわりに軸対称である上側放物線セ
クション６７は、地点７５から地点７７まで伸びている
。地点７７は、端点のうちの遠い方のもの５７を通って
光抽出器カップ５の内表面４９に至る。カップの視角の
射影として定義される。従って、光抽出器カップの視角
は、上側放物線セクション６７を高くすることによって
狭めることができる。上側放物線６７は、エンベロープ
５３の端点のうちの遠い方５７を通り下側放物線セクシ
ョン６５の軸と平行に延びる軸を有する放物線として形
成される。上側放物線セクション６７の焦点はエンベロ
ープ５３の端点のうちの遠い方５７に位置する。
第４Ａ図〜第４Ｂ図には、第１図に示すＬＥＤ照明ラン
プ１の上方に置いて使用することができる別の２つのレ
ンズが示されている。第４Ａ図は、単一方向における、
すなわち単一軸に沿った視角を増すのに利用できるプリ
ズム・レンズ９１の上面図と側面図を示す。プリズム・
レンズの１はたとえば厚さ５．０８ｍｍ　（０，２００
インチ）のアクリルのような光学的に透明な材料のシー
トから作られる。
角度５°の三角形の溝９３を例えば材料に中心間隔２．
５４ｍｍ　（１００ミル）で切込み、プリズム・レンズ
９１の面９５．９７を形成する。プリズム・レンズ９１
を利用すると、溝９３の走る方向に対して垂直な方向の
視角が大きくなり、また７、６２ｍ　（２５フイート）
離れると、人間の目ではプリズム・レンズ９１によって
生じるダーク・スポットを分解することはできなくなる
。実際に増大した角度は上２゜５°であった。
第４Ｂ図には、２つの軸方の視角を大きくするために用
いることのできる、ハエの目レンズ（ｆｌｙ’ｓ　ｅｙ
ｅ　１ｅｎｓ）１０１の上面図と側面図が示されている
。ハエの目レンズ１０１は、アクリルのような光学的に
透明な材料のシートから作られ、この材料の表面に半円
形のドーム１０３が形成される。
ドーム１０３を楕円または他の非円形にすることによっ
て、角度増加度合に差をつけることができる。
第５Ａ図〜第５Ｃ図には、第１図に示すＬＥＤ照明ラン
プ１に用いることができる３つのタイプの拡散体を示す
。拡散体を利用すると、各拡散粒子は光散乱の中心とし
て働いて近似的にランバート光源になるので、統計的光
散乱が生じ、ランバー４光分布が得られる。従って、拡
散体を用いることによって、プリズムやハエの目レンズ
をイ吏っだときに生じることのある輝度変化を伴わずに
、視角を拡大することができる。
第５Ａ図には、第１図に示す光パイプ２１とレンズ４１
の形成に用いられるエポキシ内に組み込んだ、かたまり
状拡散体１１１が示されている。二酸化チタンをエポキ
シに添加することによって、かたまり状拡散体１１１を
作ることができる。もちろん、各粒子は光を吸収し、拡
散体の量が増すと光の損失も増大する。光の損失は、許
容可能な視角で５０％に達する可能性がある。第５Ｂ図
には、ＬＥＤ照明ランプ１の上に配置された拡散シー）
　１１３を示す。拡散シート１１３は、第１５Ａ図で用
いられているのと同じエポキシ／二酸化チタン混合物の
シートとして製作することができ、やはり、その表面に
ランバート光分を与える。拡散シート１１３は薄（する
ことができるので、光の損失量を最小限におさえること
ができる。第５Ｃ図には、レンズ４１の表面に形成され
、最小限の光の損失しか生じさせない拡散７１１１５を
示す。レンズ４１にサンドブラストしたり、他の荒仕上
げ技法を用いたり、あるいは、レンズ４１にマット仕上
げを施したりすることによって、簡単に拡散層１１５を
製作することができる。
第６図には、例えば、プリント回路基板上に形成された
、第７図に示す規格に合致する２×１０のアレイ状のＬ
ＥＤ照明ランプ１の一部を示す。各ランプ１の視角は±
７．５°で、５°のプリズム・レンズ９１を用いると１
つの軸方向の視角が±１０″まで拡大された。
［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明によれば単純な構成
に高能率のランプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図および第２図は本発明の実施例のＬＥＤ照明ラン
プの構造を説明する図、 第３図は第１図および第２図中の実施例中の光抽出器カ
ップの形状を説明する図、 第４Ａ図および第４Ｂ図は第１図および第２図の実施例
に使用することのできるレンズを例示する図、 第５八図ないし第５Ｃ図は第１図および第２図の実施例
に使用することのできる拡散体を例示する図、 第６図は第１図および第２図の実施例を用いて作られた
センタ・ハイ・マウント・ストップ・ランプの構造を示
す図、 第７図はセンタ・ハイ・マウント・ストップ・ランプの
照度分布に関するアメリカ合衆国連邦規格を説明する図
、 第８図は従来技術を説明する図、 第９図はＬＥＤ照明ランプの種々のパラメータを説明す
る図である。 １：ＬＥＤ照明ランプ ３　：　ＬＥＤチップ ５：光抽出器カップ ７：リード・フレーム ９：ボンド・ワイヤ １１ニアノード・リード １３：カソード・リード ２１：光パイプ ２３：円錐壁面 ２５：光軸 ２７：第２ステージ ３１．３３：ラグ ３５．３７：孔 ３９：切り欠き ４１：レンズ ４９：内表面 ６１：底部セクション 円形セクション 下側放物線セクション 上側放物線セクション プリズム・レンズ 溝 ハエの目レンズ ドーム かたまり状拡散体 拡散シート 拡散層

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）光軸のまわりの立体的な視角の範囲内で光を放出
    するためのランプにおいて、 支持フレームと、 前記支持フレームに接続されるとともに出口開口に出口
    輪郭を有し、光源を支持しまた前記光源が放出した光を
    前記光軸のまわりの立体的なカップ角の範囲内で前記出
    口開口から出るように向ける光束抽出器カップと、 前記支持フレームへの取り付けにより前記光軸に整列可
    能であり、前記光束抽出器カップからの光を入口開口か
    ら受け取って前記カップ角未満で前記視角以上の立体的
    な第２の角の範囲内に方向付ける輪郭付きの第２ステー
    ジとを設け、 前記第２ステージの入口開口は前記光束抽出器カップの
    出口開口よりわずかに大きく、もって前記光束抽出器カ
    ップの出口輪郭から前記第２ステージの輪郭への遷移が
    なめらかでありかつ前記遷移における光損失が少ないよ
    うにした ことを特徴とするランプ。
  2. （２）前記光源は発光ダイオードであり、 前記支持フレームはリード・フレームであり、 前記光束抽出器カップは前記リード・フレーム内に作ら
    れる ことを特徴とする請求項１記載のランプ。
  3. （３）前記カップ角は±４５°から±９０°の間であり
    、前記第２の角は前記カップ角未満であり、 前記視角は前記第２の角以下でかつ±１０°未満である ことを特徴とする請求項２記載のランプ。
  4. （４）光軸に中心位置が合わせられ垂直の位置決めエン
    ベロープ内に納められた光源を支持し、前記光源から出
    た光を前記光軸のまわりの立体的なカップ角内に方向付
    け、前記光軸のまわりに回転対称である光束抽出器カッ
    プにおいて、 断面が： 前記光束抽出器カップの底に置かれ前記光軸に垂直であ
    って前記光源を取り付けるとともに、前記位置決めエン
    ベロープと等しい直径を有する平坦セクション； 前記平坦セクションから下位測地点まで伸び、前記下位
    側地点は前記位置決めエンベロープの頂部表面の近端点
    を通る前記カップ角の延長との交点であり、また一定の
    半径を有するとともに前記近端点に中心を有する円形セ
    クション； 前記下位地点から上位地点まで伸び、前記下位地点を頂
    点とし、前記近端点と前記下点を通って伸びる直線を軸
    とし、前記近端点を焦点とし、更に前記上位地点は前記
    位置決めエンベロープの頂部表面の延長との交点である
    下側放物線セクション；および 前記上位地点から上端地点まで伸び、前記上端地点を頂
    点とし、前記位置決めエンベロープの頂部表面の遠端点
    を通って前記下側放物線セクションの軸と平行な直線を
    軸とし、前記遠端点を焦点とし、更に前記上端地点は前
    記遠端点を通る前記立体カップ角の延長との交点である
    上側放物線セクション； とを有し、 内面が鏡面となっており、もって前記光源から任意の方
    向へ向かって出た光はその相当部分が前記カップ角の範
    囲内に方向付けられることを特徴とする光束抽出器カッ
    プ。
  5. （５）前記カップ角±４５°と±９０°の間であること
    を特徴とする請求項４記載の光束抽出器カップ。
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