JPH0436590B2 - - Google Patents
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- JPH0436590B2 JPH0436590B2 JP60026035A JP2603585A JPH0436590B2 JP H0436590 B2 JPH0436590 B2 JP H0436590B2 JP 60026035 A JP60026035 A JP 60026035A JP 2603585 A JP2603585 A JP 2603585A JP H0436590 B2 JPH0436590 B2 JP H0436590B2
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- JP
- Japan
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- light emitting
- light
- emitting element
- emitting diode
- lens
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/85—Packages
- H10H20/855—Optical field-shaping means, e.g. lenses
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/85—Packages
- H10H20/855—Optical field-shaping means, e.g. lenses
- H10H20/856—Reflecting means
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
- H10W90/756—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink
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- Led Devices (AREA)
- Securing Globes, Refractors, Reflectors Or The Like (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は信号灯、車輌用灯具、表示灯、光通信
装置及び各種センサ等の光源として使用される可
視光又は赤外線を放射する発光ダイオードに関す
るものである。
装置及び各種センサ等の光源として使用される可
視光又は赤外線を放射する発光ダイオードに関す
るものである。
一般にこの種の光源用発光ダイオードとして
は、第６図に示した構造のものが公知である。こ
の公知の発光ダイオードにおいて、１はGaP系又
はGaAsP系の発光素子であり、該発光素子は一
方のリードフレーム２の凹部２ａ内にマウントさ
れ、他方のリードフレーム３との間においてワイ
ヤ４がボンデイングされ、これらが一体的に樹脂
モールドされると共に凸状のレンズ部５が形成さ
れたものである。このレンズ部５の前端側、即ち
光束が照射される側の端部５ａは、光線を光軸Ｘ
に沿つて平行光線にすべく球面形状に形成されて
いる。
は、第６図に示した構造のものが公知である。こ
の公知の発光ダイオードにおいて、１はGaP系又
はGaAsP系の発光素子であり、該発光素子は一
方のリードフレーム２の凹部２ａ内にマウントさ
れ、他方のリードフレーム３との間においてワイ
ヤ４がボンデイングされ、これらが一体的に樹脂
モールドされると共に凸状のレンズ部５が形成さ
れたものである。このレンズ部５の前端側、即ち
光束が照射される側の端部５ａは、光線を光軸Ｘ
に沿つて平行光線にすべく球面形状に形成されて
いる。
このような構成の発光ダイオードにおいて、発
光素子１から放射される光線の内、球面状の端部
５ａで平行光線になる範囲は角度θ1（約60°）であ
る。又、リードフレーム２に設けた凹部２ａはそ
の内部が光沢メツキされており、発光素子１から
側面方向に出る光を前面側に反射させているが、
この反射光において、第７図に示したように、実
線の矢印が発光素子１の中心から放射された光
で、点線の矢印が素子端面から放射された光であ
つて、これら光線の内前面側に反射されて有効光
線となるのはθ2（約20°）の範囲である。従つて、
全体として見た時に前面側に向う有効光線の角度
範囲はθ1＋2θ2であり、その他の角度範囲θ3（約
40°）が有効光線として全く利用されない範囲に
なる。尚、前記したGaP系及びGaAsP系の発光
素子の発光指向特性は第８図でグラフ中で曲線６
で示した通りである。
光素子１から放射される光線の内、球面状の端部
５ａで平行光線になる範囲は角度θ1（約60°）であ
る。又、リードフレーム２に設けた凹部２ａはそ
の内部が光沢メツキされており、発光素子１から
側面方向に出る光を前面側に反射させているが、
この反射光において、第７図に示したように、実
線の矢印が発光素子１の中心から放射された光
で、点線の矢印が素子端面から放射された光であ
つて、これら光線の内前面側に反射されて有効光
線となるのはθ2（約20°）の範囲である。従つて、
全体として見た時に前面側に向う有効光線の角度
範囲はθ1＋2θ2であり、その他の角度範囲θ3（約
40°）が有効光線として全く利用されない範囲に
なる。尚、前記したGaP系及びGaAsP系の発光
素子の発光指向特性は第８図でグラフ中で曲線６
で示した通りである。
このグラフに基いて前記した有効光線となる範
囲を見ると、発光素子１から放射される光の内、
前面側θ1の角度範囲と側面側の限られた角度範囲
θ2が利用されることになるが、角度範囲θ2の輝度
は極めて少なくこれらの範囲が利用されたにして
も大巾な照度アツプは望めない。特に第７図にお
ける凹部２ａでの反射を詳細に考えると、凹部２
ａの開口部の直径は発光素子１の外形寸法の約３
〜５倍であり、発光素子１は一般に素子全体で発
光するため、点光源とみなすことができす、実際
の凹部２ａでの反射光はほとんどが無効な方向に
反射されることが多い。従つて、凹部２ａによる
反射面があつったにしても発光素子１から放射さ
れる輝度の高い角度範囲θ3が全く利用されず、し
かも反射面からの光も一部しか利用できないので
発光ダイオード全体としての照度アツプは期待で
きない。
囲を見ると、発光素子１から放射される光の内、
前面側θ1の角度範囲と側面側の限られた角度範囲
θ2が利用されることになるが、角度範囲θ2の輝度
は極めて少なくこれらの範囲が利用されたにして
も大巾な照度アツプは望めない。特に第７図にお
ける凹部２ａでの反射を詳細に考えると、凹部２
ａの開口部の直径は発光素子１の外形寸法の約３
〜５倍であり、発光素子１は一般に素子全体で発
光するため、点光源とみなすことができす、実際
の凹部２ａでの反射光はほとんどが無効な方向に
反射されることが多い。従つて、凹部２ａによる
反射面があつったにしても発光素子１から放射さ
れる輝度の高い角度範囲θ3が全く利用されず、し
かも反射面からの光も一部しか利用できないので
発光ダイオード全体としての照度アツプは期待で
きない。
前記問題点を解決するために同一出願人に係る
先願の発明（特願昭59−270372）がある。この先
願の発明にあつては、光源を隣接状態に配設する
こと及び取出された光束を拡角で視認させること
を考慮しなかつた。
先願の発明（特願昭59−270372）がある。この先
願の発明にあつては、光源を隣接状態に配設する
こと及び取出された光束を拡角で視認させること
を考慮しなかつた。
本発明は、従来例における発光素子から放射さ
れた光の利用度の悪い問題点及び隣設配置又は拡
角での視認性の問題点を解決しようとするもので
ある。
れた光の利用度の悪い問題点及び隣設配置又は拡
角での視認性の問題点を解決しようとするもので
ある。
本発明は前記した問題点を解決するための具体
的手段として、発光素子をリードフレーム、ステ
ム又は基板上にマウント、ワイヤーボンデイング
すると共に樹脂モールドしてレンズ部を形成した
発光ダイオードに光透過性の材料で形成されたキ
ヤツプを被着させ、該キヤツプは正面視が角形で
且つ中心部に筒状の孔を設け、背面側をドーム状
の曲面に形成し、前記角形の各辺に沿つて側面を
カツトすると共に角形の前面に多数個のレンズカ
ツトを施したことを特徴とする発光ダイオードを
提供するものであつて、キヤツプを被着させるこ
とで発光素子からの側面方向の放射光を全部前面
側に平行光線として反射し、これら反射光が全て
有効光線として利用できるので発光ダイオードの
輝度を大巾にアツプさせると共に、正面視が角形
であるため隣接配置が隙間なく行え、又前面のレ
ンズカツトによつて照射光が拡散し、拡角での視
認性が大となるのである。
的手段として、発光素子をリードフレーム、ステ
ム又は基板上にマウント、ワイヤーボンデイング
すると共に樹脂モールドしてレンズ部を形成した
発光ダイオードに光透過性の材料で形成されたキ
ヤツプを被着させ、該キヤツプは正面視が角形で
且つ中心部に筒状の孔を設け、背面側をドーム状
の曲面に形成し、前記角形の各辺に沿つて側面を
カツトすると共に角形の前面に多数個のレンズカ
ツトを施したことを特徴とする発光ダイオードを
提供するものであつて、キヤツプを被着させるこ
とで発光素子からの側面方向の放射光を全部前面
側に平行光線として反射し、これら反射光が全て
有効光線として利用できるので発光ダイオードの
輝度を大巾にアツプさせると共に、正面視が角形
であるため隣接配置が隙間なく行え、又前面のレ
ンズカツトによつて照射光が拡散し、拡角での視
認性が大となるのである。
〔実施例〕
次に本発明を図示の実施例に基き更に詳しく説
明すると、１１はGaP系及びGaAsP系の発光素
子であり、該発光素子は一方のリードフレーム１
２の頂部にマウントされると共に他方のリードフ
レーム１３との間においてワイヤー１４がボンデ
イングされた電気的に接続されている。このよう
に接続された発光素子１１と両リードフレーム１
２，１３の上端部分を光透過性の樹脂によりモー
ルドしてレンズ部１５を形成し、該レンズ部の光
束が照射される側の端部１５ａは球面形状に形成
されている。前記構成は一般に使用されている発
光ダイオードの構成と変りがない。
明すると、１１はGaP系及びGaAsP系の発光素
子であり、該発光素子は一方のリードフレーム１
２の頂部にマウントされると共に他方のリードフ
レーム１３との間においてワイヤー１４がボンデ
イングされた電気的に接続されている。このよう
に接続された発光素子１１と両リードフレーム１
２，１３の上端部分を光透過性の樹脂によりモー
ルドしてレンズ部１５を形成し、該レンズ部の光
束が照射される側の端部１５ａは球面形状に形成
されている。前記構成は一般に使用されている発
光ダイオードの構成と変りがない。
このような構成の発光ダイオードに対して被着
されるキヤツプ１６は前記レンズ部１５と同系の
樹脂例えばアクリル樹脂又はゴム例えばシリコン
ゴム等の光透過性の材料で全体形状をドーム状に
すると共に正面視を角形に形成し、上面又は前面
に多数の凸状のレンズカツト１６ａを施すと共に
中心部に筒状の孔１７が形成され、該孔１７にレ
ンズ部１５が挿着される。この場合レンズ部１５
に傷を付けないようにするため、孔１７の内径は
レンズ部１５の外径と略同径にするか稍々大きめ
にし、キヤツプ１６がゴム等の軟質材料である場
合と樹脂等の硬質材料である場合とによつて適宜
孔の大きさを選択する。前記キヤツプ１６の外周
面即ち背面側はドーム状の曲面１８に形成されて
おり、該曲面は前記発光素子１１から放射される
光束の内、レンズ部１５の端部１５ａに至らない
側面方向の光束全部を前面側に光軸Ｘと略平行に
なるように反射させるものである。前記キヤツプ
１６の正面視の角形は任意の形状のものが選べ、
角形の各辺に沿つてキヤツプ１６の側面にカツト
部１９を夫々設ける。
されるキヤツプ１６は前記レンズ部１５と同系の
樹脂例えばアクリル樹脂又はゴム例えばシリコン
ゴム等の光透過性の材料で全体形状をドーム状に
すると共に正面視を角形に形成し、上面又は前面
に多数の凸状のレンズカツト１６ａを施すと共に
中心部に筒状の孔１７が形成され、該孔１７にレ
ンズ部１５が挿着される。この場合レンズ部１５
に傷を付けないようにするため、孔１７の内径は
レンズ部１５の外径と略同径にするか稍々大きめ
にし、キヤツプ１６がゴム等の軟質材料である場
合と樹脂等の硬質材料である場合とによつて適宜
孔の大きさを選択する。前記キヤツプ１６の外周
面即ち背面側はドーム状の曲面１８に形成されて
おり、該曲面は前記発光素子１１から放射される
光束の内、レンズ部１５の端部１５ａに至らない
側面方向の光束全部を前面側に光軸Ｘと略平行に
なるように反射させるものである。前記キヤツプ
１６の正面視の角形は任意の形状のものが選べ、
角形の各辺に沿つてキヤツプ１６の側面にカツト
部１９を夫々設ける。
第３図に示した実施例はキヤツプ１６の前面の
レンズカツトを変えただけで他の部分は前記第１
実施例と同一であるので同一符号を付してその説
明を省略する。即ち、前面のレンズカツト１６ｂ
を凹状に形成して拡散光を取出すものである。
レンズカツトを変えただけで他の部分は前記第１
実施例と同一であるので同一符号を付してその説
明を省略する。即ち、前面のレンズカツト１６ｂ
を凹状に形成して拡散光を取出すものである。
いづれにしても、キヤツプ１６の外周面又は背
面の曲面１８がドーム状の曲面に形成されている
ので発光素子１１から横方向に出る光束を全部有
効光線となるように前部側に反射させるものであ
る。尚、実施例において発光素子をリードフレー
ムに取付けた場合について述べたが、ステム又は
基板上にマウントした場合でも同じである。
面の曲面１８がドーム状の曲面に形成されている
ので発光素子１１から横方向に出る光束を全部有
効光線となるように前部側に反射させるものであ
る。尚、実施例において発光素子をリードフレー
ムに取付けた場合について述べたが、ステム又は
基板上にマウントした場合でも同じである。
このように構成された発光ダイオードは、第４
図に示したようにカツト部１９を当接させて複数
個の発光ダイオードを隙間なく隣接して配設で
き、その発光面が全体に亘つて均等に光輝する。
又、第５図に示したように角形を六角形にした場
合でもその隣接状態に隙間がなくなるのである。
図に示したようにカツト部１９を当接させて複数
個の発光ダイオードを隙間なく隣接して配設で
き、その発光面が全体に亘つて均等に光輝する。
又、第５図に示したように角形を六角形にした場
合でもその隣接状態に隙間がなくなるのである。
以上説明したように本発明に係る発光ダイオー
ドは、レンズ部に対して中心部に筒状の孔を有し
側面外周又は背面が曲面、即ち発光素子から放射
される光束の内、発光ダイオードのレンズ部の上
部曲面（レンズ面）から外れた全ての光束を前面
側に光軸と略平行に反射させて取出すことができ
るキヤツプを備えたので、有効光束が増大して発
光ダイオードの照度を大巾にアツプさせることが
できるという優れた効果を奏する。
ドは、レンズ部に対して中心部に筒状の孔を有し
側面外周又は背面が曲面、即ち発光素子から放射
される光束の内、発光ダイオードのレンズ部の上
部曲面（レンズ面）から外れた全ての光束を前面
側に光軸と略平行に反射させて取出すことができ
るキヤツプを備えたので、有効光束が増大して発
光ダイオードの照度を大巾にアツプさせることが
できるという優れた効果を奏する。
又、キヤツプの前面に凸又は凹状のレンズカツ
トを施したことにより、発光ダイオードから放射
される光束が拡散光となり、広角度において視認
できるばかりでなく、正面視を角形に形成したの
で複数個の発光ダイオードを隣接状態に且つ隙間
なく配設でき、境目のない広い均一な発光面が形
成できるという優れた効果も奏する。
トを施したことにより、発光ダイオードから放射
される光束が拡散光となり、広角度において視認
できるばかりでなく、正面視を角形に形成したの
で複数個の発光ダイオードを隣接状態に且つ隙間
なく配設でき、境目のない広い均一な発光面が形
成できるという優れた効果も奏する。
第１図は本発明に係る第１実施例の発光ダイオ
ードの断面図、第２図は同発光ダイオードの斜視
図、第３図は第２実施例の発光ダイオードの要部
のみを示す断面図、第４図は前記第１及び第２実
施例の発光ダイオードを複数個並べた状態の正面
図、第５図は更に他の例の発光ダイオードを示す
正面図、第６図は従来例の発光ダイオードの断面
図、第７図は同発光ダイオードの要部のみを拡大
して示した略図、第８図は発光素子の発光指向特
性のグラフである。 １１……発光素子、１２，１３……リードフレ
ーム、１４……ワイヤー、１５……レンズ部、１
６……キヤツプ、１６ａ，１６ｂ……レンズカツ
ト、１７……孔、１８……ドーム状の曲面、１９
……カツト部。
ードの断面図、第２図は同発光ダイオードの斜視
図、第３図は第２実施例の発光ダイオードの要部
のみを示す断面図、第４図は前記第１及び第２実
施例の発光ダイオードを複数個並べた状態の正面
図、第５図は更に他の例の発光ダイオードを示す
正面図、第６図は従来例の発光ダイオードの断面
図、第７図は同発光ダイオードの要部のみを拡大
して示した略図、第８図は発光素子の発光指向特
性のグラフである。 １１……発光素子、１２，１３……リードフレ
ーム、１４……ワイヤー、１５……レンズ部、１
６……キヤツプ、１６ａ，１６ｂ……レンズカツ
ト、１７……孔、１８……ドーム状の曲面、１９
……カツト部。
１ LED本体と、該LED本体に嵌着した光透過
性の反射部材とからなり、前記反射部材は中央部
に前記LED本体が嵌る貫通孔が形成され、背面
側は前記LED本体の側面から放射される光束を
前面側に略平行光線として反射させるドーム状の
曲面に形成すると共に、前面側は前記平行光線を
集光させるよう凸レンズカツトが施されたことを
特徴とする発光ダイオード。
性の反射部材とからなり、前記反射部材は中央部
に前記LED本体が嵌る貫通孔が形成され、背面
側は前記LED本体の側面から放射される光束を
前面側に略平行光線として反射させるドーム状の
曲面に形成すると共に、前面側は前記平行光線を
集光させるよう凸レンズカツトが施されたことを
特徴とする発光ダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60026035A JPS61185980A (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | 発光ダイオ−ド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60026035A JPS61185980A (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | 発光ダイオ−ド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61185980A JPS61185980A (ja) | 1986-08-19 |
| JPH0436590B2 true JPH0436590B2 (ja) | 1992-06-16 |
Family
ID=12182443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60026035A Granted JPS61185980A (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | 発光ダイオ−ド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61185980A (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5174649B1 (en) * | 1991-07-17 | 1998-04-14 | Precision Solar Controls Inc | Led lamp including refractive lens element |
| GB9606695D0 (en) * | 1996-03-29 | 1996-06-05 | Rolls Royce Power Eng | Display sign and an optical element for use with the same |
| JP4271747B2 (ja) * | 1997-07-07 | 2009-06-03 | 株式会社朝日ラバー | 発光ダイオード用透光性被覆材及び蛍光カラー光源 |
| CA2304166A1 (en) * | 1997-09-25 | 1999-04-01 | University Of Bristol | Optical irradiation device |
| ES1058053Y (es) * | 2004-07-14 | 2005-02-01 | Fed Signal Vama Sa | Lente colimadora de reflexion interna |
| DE102004042125B4 (de) * | 2004-08-30 | 2008-05-08 | Schefenacker Vision Systems Germany Gmbh & Co. Kg | Leuchteinheit mit einer Vielzahl gekrümmter Flächenelemente |
| JP4721445B2 (ja) * | 2006-09-25 | 2011-07-13 | スタンレー電気株式会社 | 車両用灯具 |
| JP4842090B2 (ja) * | 2006-10-26 | 2011-12-21 | 有限会社シマテック | Ｌｅｄ照明装置 |
| JP6095890B2 (ja) * | 2008-05-20 | 2017-03-15 | フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ | 非対称な光分布のための光学要素 |
| EP2286142B1 (en) | 2008-05-23 | 2015-07-29 | Cree, Inc. | Recessed led lighting fixture |
| US8388193B2 (en) | 2008-05-23 | 2013-03-05 | Ruud Lighting, Inc. | Lens with TIR for off-axial light distribution |
| US9255686B2 (en) | 2009-05-29 | 2016-02-09 | Cree, Inc. | Multi-lens LED-array optic system |
| CN102444844B (zh) * | 2010-09-30 | 2014-09-17 | 东莞市帝信光电科技有限公司 | 反射式发光二极管崁灯结构 |
| US10408429B2 (en) | 2012-02-29 | 2019-09-10 | Ideal Industries Lighting Llc | Lens for preferential-side distribution |
| US9541258B2 (en) | 2012-02-29 | 2017-01-10 | Cree, Inc. | Lens for wide lateral-angle distribution |
| USD718490S1 (en) | 2013-03-15 | 2014-11-25 | Cree, Inc. | LED lens |
| US10468566B2 (en) | 2017-04-10 | 2019-11-05 | Ideal Industries Lighting Llc | Hybrid lens for controlled light distribution |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4912270U (ja) * | 1972-05-12 | 1974-02-01 | ||
| JPS49122701U (ja) * | 1973-02-17 | 1974-10-21 | ||
| JPS5055282A (ja) * | 1973-08-10 | 1975-05-15 | ||
| JPS5315771U (ja) * | 1976-07-21 | 1978-02-09 |
-
1985
- 1985-02-13 JP JP60026035A patent/JPS61185980A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61185980A (ja) | 1986-08-19 |
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| US20050135113A1 (en) | Optical projection device of a colored lighting module | |
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