JPS61292801A - 照明装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は軍備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、半導体チッ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嘔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シ輝度の高い発光ダイオー
ドが開発てれ、しかも安価に入手できるようになったこ
とから、車輛用灯具、筒に制動灯、尾灯等の光源として
電球の代りに使用することが検討でれるに至っておυ、
その−例として第５図に示すものが知られている。これ
は前面が開放すルハック力ハー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ックカバー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ン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によって拡散嘔せるようにし
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、特に半導体テンプ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、
従って拡散レンズ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
った。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ップの原因となるばか
シか、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、期待する明る嘔が得られな
いという別の問題が生じる。

また、半導体テップ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ｐ基板６側に
ずれて配置でれているため、半導体チップ７から出た光
のうち発光ダイオード５０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、前置レンズ
２の照明に有効に利用されないという欠点がめった。

また、半導体チップ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
なシ均一な明るさでの照明が困難であった。

〔問題点を解決するだめの手段〕

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ップを透明樹
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
部を前記半導体チッ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、嘔ら
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、前記半導体チッ
プを前記球面状レンズ部の焦点位置よυ前方に位置式せ
たものである。

〔作用〕

本発明においては、半導体チッ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、該チップから出た
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
、よシ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ぢせ明暗差
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。これらの図において、尾灯１０
は、前後面が開放した枠体１２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、これらによって灯体１
１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１７等が配設
嘔れている。

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てれ、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
樹脂によって形成でれ、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１５を透過する前記発光ダイオ
ード１６からの光を屈折でせ略千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
装てれるもので、半導体テンプ２１゜一対のリード線２
２　、２３　、金線２４等で構成され、一方のリード線
２２と半導体テンプ２１との間には良導体によって略皿
状に形成され前記半導体テンプ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。

半導体テンプ２１と他力のリード線２３とは金線２４に
よって接続され、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っ
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２８はダイオード画成部材１７
の表裏面に開口するテーバ状の透孔からなり、その内壁
面はアルミニウムの蒸着２反射特性に優れた塗料の塗布
、アルミ箔の貼着等によっ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１６ｔｌ−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てれ、その表面
は略半球状に膨出形成場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、半導体チンプ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、半導体デツ
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３Ｇの球面、状レンズ部
３１によって該レンズ部３１の中心側に屈折し、嘔らに
インナーレンズ１５の魚眼集光レンズ１９によって屈折
することにより、略平行光線となって前方に向い、この
光をアウターレンズ１３の拡散レンズ１８によって拡散
で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テンプ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位置に半導体チッ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θ、より犬きく
設定することができる。したがって、球面状レンズ部３
１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をよす明るく照明する
ことができる。

また、発光ダイオード１６自体は点光源であっても、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。

石らに、各発光ダイオード１６はダイオード画成部材１
７によって他の発光ダイオードと隔絶はれているので、
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で半導体チンプ７をモールドした発光
ダイオード５′ｊｆｒ：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
で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υ前方に前記半導
体テップ７を配置した点において従来構造の発光ダイオ
ード５が異なっている。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１７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、半導体チップ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テン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。したがって光の損失が少なく照明効果
を向上式せることかできる。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図は本発明の詳細な説明するための図、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・・・・バンクカバー、５・・・・発光ダイオード、
６・・・・基板、７・・・・半導体チップ、８・・・・
透明樹脂、１１・・・・）灯体、１３・・・・アウター
レンズ、１４・・・・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. 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ップを透明樹
   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
   部を前記半導体チッ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
   半導体チッ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。