(57)【要約】【課題】発光ダイオード装置の中心軸の周りの狭い範囲ではなく、ある程度の角度まで拡がりを持ち、かつその範囲での光の指向性が強い発光ダイオード装置を提供する。【解決手段】本発明は、発光ダイオード素子２を砲弾形の透明部材４に被覆し、発光ダイオード素子の発光中心と透明部材の半球部の頂点とを結ぶ中心軸Ｃの周りに円錐状凹部５を形成し、円錐状凹部５の最凹部分６にアール部６ａを設け、また円錐状凹部５と透明部材の半球部との境界部分７にアール部７ａを設けてなめらかに連続させた発光ダイオード装置を特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオード素子を砲弾形の透明部材にて被覆し、前記発光ダイオード素子の発光部の発光中心と前記透明部材の半球部の頂点とを結ぶ中心軸の周りに円錐状凹部を形成し、前記円錐状凹部の最凹部分にアール部を設け、前記円錐状凹部と前記透明部材の半球部との境界部分にアール部を設けてなめらかに連続させたことを特徴とする発光ダイオード装置。
【請求項２】
前記円錐状凹部は、その傾斜面の前記中心軸との成す角度が４５度未満であることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード装置。
【請求項３】
前記円錐状凹部は、その傾斜面の前記中心軸との成す角度が２０度〜３０度の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発光ダイオード装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発光ダイオード装置として、発光ダイオード素子に砲弾形の透明部材を被覆し、発光ダイオード素子の発光部から発光される光を透明部材を通して外部に放射させるものが知られている。この従来の砲弾形の発光ダイオード装置では、透明部材の中点部分の凸レンズ効果により発光ダイオード素子からの光が頂点部分に収束して出射してゆき、指向性の強い光が得られる。
【０００３】
このように、従来の発光ダイオード装置の場合、上述したように発光中心軸の周りの指向性が強いため、その中心軸から少しずれた位置の観測者にとっては光が弱く見えてしまう。また、数多くの砲弾形の発光ダイオード装置を並べて発光させる照明装置の場合にも、発光ダイオード装置の指向性が強い各々の発光ダイオード装置が個々に光っているように見え、照明装置の発光面全体が均一に発光しているようには見えない。
【０００４】
特に、自動車用のストップランプ、センターハイマウントストップランプ、ウィンカー等の用途では、光源を設置する面の法線方向に対して真横方向ではなく、３０〜６０°程度の角度に強い光を放射する光源が要望されている。ところが、従来の砲弾形の発光ダイオード装置では、上述したように各々の発光ダイオード装置の光の広がりが狭いために各々の発光ダイオード装置が個々に光っているように見え、ランプの発光面全体が均一に発光しているようには見えない問題点があった。
【特許文献１】特開平８−２５５９３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来技術の課題に鑑みてなされたもので、発光ダイオード装置の中心軸の周りの狭い範囲ではなく、ある程度の角度まで拡がりを持ち、かつその範囲での光の指向性が強い発光ダイオード装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、発光ダイオード素子を砲弾形の透明部材に被覆し、前記発光ダイオード素子の発光部の発光中心と前記透明部材の半球部の頂点とを結ぶ中心軸の周りに円錐状凹部を形成し、前記円錐状凹部の最凹部分にアール部を設け、前記円錐状凹部と前記透明部材の半球部との境界部分にアール部を設けてなめらかに連続させた発光ダイオード装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の発光ダイオード装置によれば、砲弾形の透明部材の半球部の中心部に円錐状凹部を形成したことによって、透明部材の中心軸周りの光を円錐状凹部の傾斜面にて反射、屈折させることによって中心軸の周りに分散させることができ、全方向ではなく、また中心軸の周りの狭い範囲でもなく、ある程度の角度まで拡がりを持ち、かつその範囲での光の指向性が強い発光特性を持たせることができる。また円錐状凹部と透明樹脂の半球部との境界部分にアール部を設けることで放射光の強度を平均化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１、図２は、本発明の１つの実施の形態の発光ダイオード装置１を示している。本実施の形態の発光ダイオード装置１は、発光ダイオード素子で成る発光部２と、この発光部２に電流を供給するためのリード３１，３２と、発光部２を覆うように形成された例えばエポキシ樹脂やアクリル樹脂等の砲弾形の透明なキャップ部４にて構成されている。
【０００９】
砲弾形のキャップ部４の頂部半球部分の中央部に円錐状凹部５が形成されている。この円錐状凹部５は、発光部２の中心と透明なキャップ部４の頂部半球部の頂点とを結ぶ中心軸Ｃの周りに円錐状に形成されている。そして、円錐状凹部５の最凹部分６にアール部６ａを設けてある。また円錐状凹部５とキャップ部４の頂部半球部との境界部分７にもアール部７ａを設けてなめらかに連続させてある。
【００１０】
図３に示すように、円錐状凹部５の深さは頂部半球部の球の半径とほぼ等しくし、頂角θが４５度よりも小さくなる深さとし、好ましくは頂角θが２０度〜３０度になる設定とする。このように設定することで、図４の表１のように全反射領域δが９０度未満となる。
【００１１】
上記構成の発光ダイオード装置１の発光特性は、図５に示すものとなる。発光ダイオード装置１の円錐状凹部５の中心軸Ｃに沿った前方０度において輝度が最も高く、そして中心軸からδまでの範囲に発光域が集中する。しかも、アール部６ａ，７ａがあるので、そのアール部がない場合に起こる現象でアール部中央部分が暗くなったり、また中心軸θの領域付近で暗くなったり、また全反射領域であるδ付近でもう一つの高輝度部分（図５において破線で示した部分）が発生することがなくなり、中心領域から全反射領域まで平均化した輝度分布が得られる。
【００１２】
このような発光特性の発光ダイオード装置１は、特に前方とそのある程度の周辺領域に高い輝度が求められる自動車のストップランプ、ウィンカーランプ、センターハイマウントストップランプ等の用途に有用である。
【００１３】
尚、本発明において、透明部材の砲弾形のキャップ部４の頂部は半球部としたが、これは厳密な半球形状であることを意味するのではなく、中心角が１８０度よりも小さい凸球面形、楕円球面等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の１つの実施の形態の発光ダイオード装置の斜視図。
【図２】上記実施の形態の発光ダイオード装置の一部破断せる断面図。
【図３】上記実施の形態の発光ダイオード装置のキャップ部の拡大断面図。
【図４】上記実施の形態の発光ダイオード装置における円錐状凹部の頂角θと全反射領域角度δとの関係を示す表１。
【図５】上記実施の形態の発光ダイオード装置の頂角θ＝２０度にした場合の発光特性の説明図。
【符号の説明】
【００１５】
１  発光ダイオード装置
２  発光部
３１，３２  リード
４  キャップ部
５  円錐状凹部
６  最凹部分
６ａ  （中央部の）アール部
７  境界部分
７ａ  （境界部分の）アール部
Ｃ  中心軸
θ  円錐状凹部の頂角
δ  全反射領域角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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