(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイ、１つ以上の配線、および少なくとも１つのレンズを有するとともに主回路基板に対して垂直な状態で当該主回路基板に接続されるプリント回路基板（ＰＣＢ）と、
筐体であって、前記筐体の周囲に沿って側面上に少なくとも１つの開口を備え、前記ＰＣＢは、前記筐体内のスロットを介して前記ＰＣＢを前記筐体内に垂直に挿入することによって前記筐体に結合されるとともに、前記少なくとも１つのＬＥＤダイの光出力表面が前記少なくとも１つの開口と同じ方向を向くように、前記筐体に結合される、筐体と、
前記筐体に結合された少なくとも１つの位置合わせピンと
を備えることを特徴とする表面実装型の回路基板インジケータ。
【請求項２】
請求項１に記載の表面実装型の回路基板インジケータであって、前記ＰＣＢが、少なくとも１つの固定用スロットと、垂直延伸部材を備えることを特徴とする表面実装型の回路基板インジケータ。
【請求項３】
請求項２に記載の表面実装型の回路基板インジケータであって、前記少なくとも１つの固定用スロットは、筐体に設けられた垂直スロット内のノッチと噛み合うことを特徴とする表面実装型の回路基板インジケータ。
【請求項４】
請求項２に記載の表面実装型の回路基板インジケータであって、前記少なくとも１つのＬＥＤダイおよび前記少なくとも１つのレンズが前記ＰＣＢ上で中心を外して位置決めされ、これにより、垂直延伸部材が形成されることを特徴とする表面実装型の回路基板インジケータ。
【請求項５】
請求項１に記載の表面実装型の回路基板インジケータであって、前記ＰＣＢが、前記筐体の前記開口に隣接して前記筐体に結合されることを特徴とする表面実装型の回路基板インジケータ。
【請求項６】
請求項１に記載の表面実装型の回路基板インジケータであって、前記ＰＣＢが、複数のＬＥＤダイおよび複数のレンズを備えることを特徴とする表面実装型の回路基板インジケータ。
【請求項７】
請求項６に記載の表面実装型の回路基板インジケータであって、前記複数のＬＥＤダイのそれぞれが、それぞれの配線を介して独立して制御可能であることを特徴とする表面実装型の回路基板インジケータ。
【請求項８】
請求項６に記載の表面実装型の回路基板インジケータであって、前記複数のＬＥＤダイのそれぞれが異なる色であることを特徴とする表面実装型の回路基板インジケータ。
【請求項９】
請求項１に記載の表面実装型の回路基板インジケータであって、前記１つまたは複数の配線が、前記ＰＣＢの前面、前記ＰＣＢの裏面、または前記ＰＣＢの前記前面と前記裏面の間の１つ以上の層のうちの少なくとも１つに結合されることを特徴とする表面実装型の回路基板インジケータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直角表示を行うアプリケーション製品のためのインジケータ用照明に関し、詳細には表面実装型の回路基板インジケータに関する。
【背景技術】
【０００２】
関連出願
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づき、２００８年５月５日出願の米国仮特許出願第６１／０５０，４５２号の優先権を主張する。同出願全体を、本願に引用して援用する。
【０００３】
いくつかのアプリケーション製品では、直角表示灯を必要とする。直角表示灯は母基板または主回路基板を有するとともに、前面パネル、フェイスプレート（面板）、またはオペレータインターフェースに対してすべての構成要素が９０度すなわち直角をなすようなあらゆるアプリケーション製品で使用される。パネルまたはフェイスプレートは孔または小窓を有し、ある種の視覚的な状態表示のために、つや消しの透明ラベルが主回路基板縁部に対して通常９０度で、主回路基板の表面の３次元Ｘ−Ｙ−Ｚ空間内で距離Ｙだけ上または下に取り付けられる。照明は通常、主回路基板のこれらの領域内に実装される。このような実装形態は、たとえば、電気通信、工業、医療、および消費者製品などの多くの業界全体にわたって、電気通信ラック機器、サーバ、コンピュータ、ディスクドライブ、および他の電子機器において定型となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４１９４８１５号明細書
【特許文献２】米国特許第４９５９７６１号明細書
【特許文献３】米国特許第５３４９５０４号明細書
【特許文献４】米国特許第６５９０２３５号明細書
【特許文献５】米国特許第６８０４０６２号明細書
【特許文献６】米国特許第７０６６６６０号明細書
【特許文献７】米国特許第７２８９８３６号明細書
【特許文献８】米国特許出願公開第２００４／０１７４７１６号明細書
【特許文献９】米国特許出願公開第２００５／０２６４４７２号明細書
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００６／００４９４２３号明細書
【特許文献１１】米国特許出願公開第２００６／０１０２９１４号明細書
【特許文献１２】米国特許出願公開第２００９／００４５４２４号明細書
【特許文献１３】国際公開第２００７／０１５６０６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在利用可能な選択肢には、多くの欠点がある。たとえば、いくつかのアプリケーション製品では、スルーホール発光ダイオード（ＬＥＤ）（２本のリードおよび１つのドームをもつＬＥＤ）を使用する。スルーホールＬＥＤは、黒色のＬＥＤ筐体の回路基板インジケータ（ＣＢＩ）内部に直角に形成されており、母基板または主回路基板内の２つのめっきされたスルーホール内に実装するのに十分なほどリードが延びている。しかし、母基板または主回路基板の面のうちＬＥＤ構成要素が実装された面と同じ面において温度が摂氏２６０度（℃）まで上がったときに、スルーホールＣＢＩのＬＥＤは表面実装のリフロー処理に耐えないことが多い。
【０００６】
他の選択肢は、直角プリズムを含む。このプリズムは、光源から直角に外へ光を誘導するプリズムレンズを使用する。しかし、プリズムでは、ＬＥＤ光源、ダイ、またはチップは、レンズ出力の観察表面から離れており、９０度の角度をなす。プリズムの実装形態では、ＬＥＤダイまたはチップからレンズの出力表面までの光損失は、５０％以上にまで高くなる可能性があり、したがって、妥当な観察出力を得るためには、入力でより明るいＬＥＤを必要とする。これは、非効率的な照明、より多くのエネルギー消費、および／またはより多くの熱出力を招く。さらに、主回路基板上に設けられる光出力部を配置するために必要な垂直距離が増加するにつれて、プリズムのこれらの欠点は増大する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は一般に、表面実装型の回路基板インジケータに関する。一実施形態では、表面実装型の回路基板インジケータは、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイ、１つ以上の配線、および少なくとも１つのレンズを有するプリント回路基板（ＰＣＢ）と、筐体であって、前記筐体の周囲に沿って側面上に少なくとも１つの開口を備える筐体とを備え、前記ＰＣＢは、前記少なくとも１つのＬＥＤダイの光出力表面が前記少なくとも１つの開口および前記筐体に結合された少なくとも１つの位置合わせピンと同じ方向を向くように、前記筐体に結合される。
【０００８】
一実施形態では、本発明は、プリント回路基板を提供する。プリント回路基板は、複数のレンズであって、前記複数のレンズのそれぞれが、前記ＰＣＢに結合された少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイを覆う、複数のレンズと、前記少なくとも１つのＬＥＤダイのそれぞれに結合された少なくとも１つの配線と、少なくとも１つの固定用スロットと、垂直延伸部材とを備える。
【０００９】
一実施形態では、本発明は、表面実装型の回路基板インジケータを受け入れる主回路基板を提供する。一実施形態では、表面実装型の回路基板インジケータを受け入れる主回路基板は、前記表面実装型の回路基板インジケータの少なくとも１つの位置合わせピンを受け入れる少なくとも１つの位置合わせ用はんだパッドと、プリント回路基板（ＰＣＢ）の少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイに結合された配線に結合された少なくとも１つのパッド位置を受け入れる少なくとも１つの導電はんだパッドとを備え、前記少なくとも１つのＬＥＤダイは、それぞれのレンズによって覆われており、前記ＰＣＢは、前記ＰＣＢの前記少なくとも１つのＬＥＤダイが、筐体の周囲に沿った側面上の少なくとも１つの開口と同じ方向に光を放出するように、そして前記光が前記少なくとも１つの開口を通って出ていくように、前記筐体内に垂直に挿入され、前記ＰＣＢは、前記少なくとも１つの開口に隣接している。
【００１０】
本発明の上述の特徴を詳細に理解できるように、本発明について、実施形態を参照してより具体的に説明することができる。実施形態のいくつかを、添付の図面に示す。しかし、本発明には他の等しく効果的な実施形態が認められるので、添付の図面は本発明の典型的な実施形態のみを示し、したがって本発明の範囲を限定するものと見なされるべきではないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】表面実装型の回路基板インジケータの例示的な分解図である。
【図２】組み立て後の表面実装型の回路基板インジケータの例示的な正面図である。
【図３】組み立て後の表面実装型の回路基板インジケータの例示的な側面図である。
【図４】組み立て後の表面実装型の回路基板インジケータの例示的な底面図である。
【図５】組み立て後の表面実装型の回路基板インジケータの例示的な等角図である。
【図６】単一の発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイを有するプリント回路基板の例示的な正面図である。
【図７】複数のＬＥＤダイを有するプリント回路基板の例示的な正面図である。
【図８】表面実装型の回路基板インジケータを受ける主回路基板および例示的なパッドレイアウトを示す図である。
【図９】主回路基板にはんだ付けされた１つ以上の位置合わせピンを使用して直角表示を行うアプリケーション製品向けの主回路基板上に実装された表面実装型の回路基板インジケータの例示的な側面図である。
【図１０】主回路基板を貫通させた１つ以上の位置合わせピンを使用して直角表示用の主回路基板上に実装された表面実装型の回路基板インジケータの例示的な側面図である。
【図１１】垂直に積み重ねたＬＥＤのアレイを有するプリント回路基板の例示的な正面図である。
【図１２】垂直に積み重ねたＬＥＤのアレイを有するプリント回路基板の例示的な背面図である。
【図１３】垂直に積み重ねたＬＥＤのアレイを有する表面実装型の回路基板インジケータの組み立て後の例示的な等角図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
理解を容易にするために、可能な場合、複数の図に共通の同一の要素を指すために、同一の参照番号を使用する。
【００１３】
図１は、表面実装型の回路基板（ＳＭＣＢ）表示灯（Indicator  light）１００の例示的な分解図を示す。一実施形態では、ＳＭＣＢ表示灯１００は、プリント回路基板（ＰＣＢ）１０２、筐体１１０、および位置合わせピン１２０を備える。
【００１４】
ＰＣＢ１０２には、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）１０４を結合することができる。ＰＣＢ１０２はまた、１つ以上の固定用スロット１０６および１つ以上のパッド位置１０８を含むことができる。パッド位置１０８は、４半円形状または半円形状とすることができ、またＳＭＣＢ表示灯１００が主回路基板に実装された際にＬＥＤ１０４のＬＥＤダイ（下記に論じる）から主回路基板への電気的接点として使用することができる。一実施形態では、１つ以上のパッド位置１０８は導電性であり、ＰＣＢ１０２の縁部に沿って位置する。
【００１５】
一実施形態では、ＰＣＢ１０２は、図１に破線で示すように、筐体１１０のスロット１１２内へ垂直にスライド移動する。ＰＣＢ１０２は、ノッチ１１４がそれぞれの固定用スロット１０６と噛み合ってＰＣＢ１０２を定位置に保持するまで、筐体１１０のスロット１１２内へ挿入することができる。特に、ＰＣＢ１０２と筐体１１０を結合させるのに接着剤または糊は必要ではなく、したがって、ＳＭＣＢ表示灯１００の製造がより容易かつより効率的になる。
【００１６】
筐体１１０はまた、筐体１１０の周囲に沿って少なくとも１つの開口１１６を備える。言い換えれば、筐体１１０の少なくとも１つの側面は、開口１１６を有する。さらに、筐体１１０は、筐体１１０の底部に沿って、少なくとも１つの開口１１８を含む。したがって、開口１１８を介して、ＰＣＢ１０２をスロット１１２内に垂直に挿入することができる。さらに、開口１１６に隣接してＰＣＢ１０２を配置することができる。これにより、観察表面とＰＣＢ１０２上のＬＥＤ１０４の光出力との間の距離が最小になる。さらに、ＰＣＢ１０２は、ＬＥＤ１０４が開口の方を向くように、スロット１１２内で整合される。したがって、ＰＣＢ１０２のＬＥＤ１０４から放出される光は、開口１１６と同じ方向であり、同じ開口１１６を通って出ることができる。
【００１７】
筐体１１０は、母基板または主回路基板（下記に論じる）からの取外しまたは再加工のためにはんだパッド（下記に論じる）に容易にアクセスできるように、筐体１１０はＰＣＢ１０２から取り外し可能に設計される。その結果、ＳＭＣＢ表示灯１００は、はんだごてで前後からアクセスすることによって容易に再加工できるように設計される。
【００１８】
さらに、ＳＭＣＢ表示灯１００の設計により、光源を可能な限り観察表面に近付けることが可能になる。特に、上記に論じたプリズム技術とは異なり、ＬＥＤ１０４が主回路基板に対してｙ方向に上方または下方へ垂直に移動するとき、光源と観察表面の間の距離が最小になり、一定のままであるため、光損失が生じない。さらに、光を混合または再誘導するための反射器を必要としない。これを例によって示し、図９および１０を参照して下記に論じる。
【００１９】
図１を再び参照すると、筐体１１０に位置合わせピン１２０を結合させることができる。一実施形態では、複数の位置合わせピン１２０を使用することができる。位置合わせピン１２０は、金属またはプラスチック材料とすることができる。位置合わせピン１２０は、下記に論じるように、母基板または主回路基板にはんだ付けまたは挿入されたとき、ＳＭＣＢ表示灯１００に対して安定性を提供するように設計される。たとえば、単一の金属の位置合わせピン１２０を使用して、位置合わせピンを主回路基板にはんだ付けすることができる（たとえば、下記に論じる図９）。別法として、１つ以上のプラスチックの位置合わせピン１２０を使用して、主回路基板上の孔内に挿入することができる（たとえば、下記に論じる図１０）。
【００２０】
図２、３、４、および５は、組み立て後のＳＭＣＢ表示灯１００の様々な例示的な図を示す。図２は、組み立て後のＳＭＣＢ表示灯１００の例示的な正面図を示す。図３は、組み立て後のＳＭＣＢ表示灯１００の例示的な側面図を示す。図４は、組み立て後のＳＭＣＢ表示灯１００の例示的な底面図を示す。図５は、組み立て後のＳＭＣＢ表示灯１００の例示的な等角図を示す。
【００２１】
図６は、ＰＣＢ１０２のより詳細な図を示す。一実施形態では、ＬＥＤ１０４は、少なくとも１つのレンズ２０２、少なくとも１つのＬＥＤダイまたはチップ２０４、および１つ以上のワイアボンド２０６を備える。レンズ２０２は、ＰＣＢ１０２上の１つ以上のＬＥＤダイ２０４を覆う。図６には単一のレンズ２０２および単一のＬＥＤダイ２０４だけを示すが、下記に論じるように、ＰＣＢ１０２は、任意の数のレンズ２０２およびＬＥＤダイ２０４を含むことができることに留意されたい。
【００２２】
一実施形態では、レンズ２０２は、エポキシレンズまたはシリコーンレンズを含むことができる。レンズ２０２は、様々な観察角度を供給するために、たとえばドーム形状、正方形の形状、円形の形状などを含む様々な形状を含むことができる。一実施形態では、レンズ２０２は、様々な照明効果および観察角度を実現するために、レンズ２０２の表面上に拡散（層）および／またはテクスチャーを含むことができる。レンズ２０２は、様々な寸法とすることができる。たとえば、レンズ２０２は、直径２ミリメートル（ｍｍ）から直径３ｍｍとすることができる。しかし、レンズ２０２の寸法は、特定のアプリケーション製品に必要な寸法で決まりうることに留意されたい。言い換えれば、レンズ２０２は、ＬＥＤダイ２０４および１つ以上のワイアボンド２０６を簡単に覆いかつ保護するように、またはより複雑にして様々な光学的特徴を組み込むように、製造することができる。
【００２３】
一実施形態では、ＰＣＢ１０２は、１つ以上の配線またはバイア２１８を含む。１つ以上の配線２１８は、導電性である。それぞれの配線２１８は、それぞれのパッド位置１０８に結合される。ＰＣＢ１０２上の配線２１８の数は、ＬＥＤダイ２０４の数で決まる。さらに、配線２１８は、下記に論じるように、ＰＣＢ１０２の前面に位置しても、裏面に位置してもよい。さらに、ＰＣＢ１０２の厚さに応じて、配線２１８はまた、ＰＣＢ１０２の前面と裏面の間に位置する層上に位置することもできる。
【００２４】
配線２１８は、処理装置または制御装置（図示せず）によってＰＣＢ１０２上のそれぞれのＬＥＤダイ２０４および／またはそれぞれのＬＥＤ１０４を個々にアドレス指定しまたは独立して制御する能力を提供する。たとえば、図７は、３つのＬＥＤダイ２０４１、２０４２、および２０４３（集合的にＬＥＤダイ２０４とも呼ぶ）を有するＰＣＢ１０２を示す。図７のそれぞれのＬＥＤダイ２０４は、異なる色であっても、すべて同じ色であってもよい。図７に示す実施形態では、それぞれのＬＥＤダイ２０４にワイアボンド２０６が結合される。さらに、それぞれのＬＥＤダイ２０４１、２０４２、および２０４３に、それぞれの配線２１８１、２１８２、および２１８３が結合される。さらに、３つすべてのＬＥＤダイ２０４１〜２０４３に、共通の配線２１８４が結合される。それぞれの配線２１８１、２１８２、２１８３、および２１８４はまた、それぞれのパッド位置１０８１、１０８２、１０８３、および１０８４に結合される。
【００２５】
その結果、それぞれのＬＥＤダイ２０４を個々にアドレス指定しまたは独立して制御することができる。さらに、ＰＣＢ１０２が複数のＬＥＤ１０４を備える場合（下記に論じる）、追加のＬＥＤ１０４内のそれぞれのＬＥＤダイ２０４を独立して制御することもできる。
【００２６】
図６を再び参照すると、ＰＣＢ１０２は、垂直延伸部材２１０を含む。一実施形態では、垂直延伸部材２１０は、ＰＣＢ１０２上で中心を外してＬＥＤ１０４（ＬＥＤダイ２０４およびレンズ２０２を含む）を位置決めすることによって作製することができる。たとえば、ＬＥＤ１０４は、ＰＣＢ１０２の１つの縁部に最も近くなるように意図的に位置決めすることができる。これにより、ＬＥＤ１０４は、ＳＭＣＢ表示灯１００がその上に実装される主回路基板の上または下に、ｙ方向でより大きい垂直距離だけ離して配置することができる。
【００２７】
線２１２は、主回路基板の上または下のｙ方向の垂直距離を表す。線２１２は、垂直延伸部材２１０の垂直長さに応じる。一実施形態では、線２１２は、ＬＥＤ１０４の中心から、主回路基板に結合されたＰＣＢ１０２の縁部までで測定される。線２１２の距離は、特定のアプリケーション製品の要件に応じて変動させることができる。一実施形態では、線２１２の長さは、１．５２４ミリメートル（０．０６０インチ）以上にすることができる。一実施形態では、線２１２の長さは、２．００７ミリメートル（０．０７９）以上にすることができる。一実施形態では、線２１２の長さは、３．１７５ミリメートル（０．１２５インチ）以上にすることができる。一実施形態では、線２１２の長さは、５．０８ミリメートル（０．２００インチ）以上にすることができる。その結果、ＬＥＤ１０４からＬＥＤダイ２０４を介して放出される光は、線２１２の距離および垂直延伸部材２１０の長さが増大したときでも、レンズ２０２の観察表面からの最小距離を維持する。
【００２８】
さらに、垂直延伸部材２１０により、ＬＥＤ１０４を主回路基板に接触させないようにすることができる。これにより、ＰＣＢ１０２上での異なる寸法のレンズおよび異なる形状のレンズの使用がより柔軟になることができる。言い換えれば、本発明に係るレンズ２０２は主回路基板上へのＬＥＤの支持および実装に依拠されない。むしろ、ＳＭＣＢ表示灯１００の筐体１１０および位置合わせピン１２０が、主回路基板上の機械的安定性を提供する。これにより、他の使用されている技術よりさらに多くのレンズ設計を、ＰＣＢ１０２上で使用するために考慮することができる。
【００２９】
上記に論じたように、ＳＭＣＢ表示灯１００は、母基板または主回路基板上に実装することができる。図８は、例示的な母基板または主回路基板４００を示す。主回路基板４００は、ＰＣＢ１０２の対応するパッド位置１０８および筐体１１０の対応する位置合わせピン１２０を受け入れるために、少なくとも１つの導電はんだパッド４０８および少なくとも１つの位置合わせ用はんだパッド４２０を含むことができる。少なくとも１つの導電はんだパッド４０８の寸法は、ＰＣＢ１０２および対応するパッド位置１０８の厚さに応じて変動させることができる。また、少なくとも１つの位置合わせ用はんだパッド４２０は非導電性とすることができ、通常、機械的目的で使用することができる。
【００３０】
一実施形態では、ＳＭＣＢ表示灯１００は、それぞれのパッド位置１０８をそれぞれの導電はんだパッド４０８に位置合わせさせ、また位置合わせピン１２０をそれぞれの位置合わせ用はんだパッド４２０に位置合わせさせることによって、主回路基板４００上に実装することができる。ＳＭＣＢ表示灯１００を主回路基板４００にはんだ付けするために、導電はんだパッド４０８および位置合わせ用はんだパッド４２０にはんだペーストを塗布することができる。
【００３１】
導電はんだパッド４０８および位置合わせ用はんだパッド４２０の数は、ＰＣＢ１０２上のパッド位置１０８の数および筐体１１０内で使用される位置合わせピン１２０の数に直接対応する。さらに、主回路基板４００が図示しない追加の構成要素またはデバイスを含みうることが、当業者には理解されるであろう。
【００３２】
上述のように、組み立て後のＳＭＣＢ表示灯１００は、直角表示を行うアプリケーション製品向けに、主回路基板上に実装することができる。図９は、ＳＭＣＢ表示灯１００を使用するアプリケーション製品５００の側面図を示す。図９は、上述のように、主回路基板４００上に実装されたＳＭＣＢ表示灯１００を示す。ＳＭＣＢ表示灯１００は、アプリケーション製品５００のパネル５０２の開口５０４と整合される。一実施形態では、レンズ２０２がパネル５０２の開口５０４内にあるように見えるが、レンズ２０２は開口５０４を貫通でき、または開口５０４の後ろにある程度の距離だけ離して位置決めできることに留意されたい。さらに、ＬＥＤダイ２０４は、主回路基板４００の表面に対して９０度すなわち直角に位置決めされる。
【００３３】
上述のように、ＳＭＣＢ表示灯１００の設計により、光源を可能な限り観察表面に近付けることが可能になる。特に、上記に論じたプリズム技術とは異なり、光源（たとえば、ＬＥＤダイ２０４）と観察表面（たとえば、レンズ２０２）の間の距離が最小になり、また、主回路基板上または主回路基板下の必要な距離ｙが増大するときに光を混合または再誘導するための反射器を必要としないため、光損失が生じない。
【００３４】
図９に示すように、レンズ２０２の観察表面とＬＥＤダイ２０４の間の距離は最小である。さらに、ＬＥＤダイ２０４は、筐体１１０内の開口およびパネル５０２の開口５０４近傍にあり、ＬＥＤダイ２０４の光出力表面は、筐体１１０内の開口およびパネル５０２の開口５０４の方を向く。言い換えれば、ＬＥＤダイ２０４は、筐体１１０内の開口およびパネル５０２の開口５０４と同じ方向に光を放出する。特に、レンズ２０２の観察表面とＬＥＤダイ２０４の間の最小の距離は、開口５０４を主回路基板４００の上または下に垂直に上下させた場合でも、一定のままである。言い換えれば、いかなる光出力も損失することなく開口５０４の垂直高さを任意に増加させるには、ＰＣＢ１０２の垂直延伸部材２１０を長くするだけでよい。対照的に、以前の技術を使用すると、開口５０４の垂直高さが増加したとき、レンズの観察表面と光源の間の距離が増大するため、光出力のより大きい損失が生じるはずである。
【００３５】
一実施形態では、パネル５０２は、複数の開口５０４を備えることができる。したがって、下記に論じるように、複数のＬＥＤを有するＳＭＣＢ表示灯を使用することができる。たとえば、下記に示すように、パネル５０２が４つの垂直に位置合わせされた開口５０４を含む場合、４つのＬＥＤからなる垂直に位置合わせされたアレイを有するＳＭＣＢ表示灯を使用することができる。そのような場合、それぞれのＬＥＤのそれぞれのＬＥＤダイはやはり、それぞれのレンズの観察表面からの最小距離を維持するはずである。したがって、複数のＬＥＤのアレイを有するＳＭＣＢ表示灯でも、光損失が最小になる。これはまた、パネル５０２の複数の水平に位置合わせされた開口５０４で、ＰＣＢ１０２上のそれぞれの水平に位置合わせされたＬＥＤを主回路基板４００の上または下で同じ垂直高さにする必要がある場合にも当てはまるであろう。
【００３６】
図１０は、主回路基板４００上の対応する孔４０６内に挿入された１つ以上のプラスチックの位置合わせピン１２０を介して主回路基板４００上に実装されたＳＭＣＢ表示灯１００の一例を示す。一実施形態では、１つ以上のプラスチックの位置合わせピン１２０は、筐体１１０の一部として成型することができる。図１０は、他のすべてに関して、図９に類似している。
【００３７】
したがって、本発明は、直角表示を行うアプリケーション製品向けにより効率的な照明装置を提供する。光出力の損失を補うためにより大きなＬＥＤを必要とする以前の技術とは異なり、本発明では、主回路基板４００の上または下の垂直距離に関係なく、レンズ２０２の観察表面とＬＥＤダイ２０４の間の最小距離を維持することによって、より小さいＬＥＤの使用が可能になり、したがってより小さい実装面積を提供する。その結果、ＳＭＣＢ表示灯１００は、より少ないエネルギーを使用してより少ない熱を生成するより効率的な光源を提供する。
【００３８】
上述のように、ＳＭＣＢ表示灯１００は、垂直に位置合わせされたＬＥＤ１０４のアレイを含むことができる。図１１は、４つのＬＥＤ６０４１〜６０４４（本明細書では集合的にＬＥＤ６０４とも呼ぶ）を有するＰＣＢ６０２の例示的な正面図を示す。４つのＬＥＤだけを示すが、図１１〜１３に示す例は、たとえば２層構造の２つのＬＥＤ、３層構造の３つのＬＥＤ、５層構造の５つのＬＥＤなどの任意の数のＬＥＤおよびＬＥＤダイを有するＳＭＣＢ表示灯に適用できることが、当業者には理解されるであろう。
【００３９】
ＰＣＢ１０２のＬＥＤ１０４と同様に、ＬＥＤ６０４はまた、少なくとも１つのＬＥＤダイと、少なくとも１つのワイアボンドと、少なくとも１つのＬＥＤダイおよび少なくとも１つのワイアボンドを覆うレンズとを備える。しかし、見やすいように、図１１〜１３には一部の細部を示していない。一実施形態では、それぞれのＬＥＤ６０４１〜６０４４は、それぞれの配線６１８１〜６１８４（本明細書では集合的に配線６１８とも呼ぶ）に結合される。ＰＣＢ６０２はまた、すべてのＬＥＤ６０４に接続された共通の配線６１８５を含む。さらに、それぞれの配線６１８１〜６１８５は、それぞれのパッド位置６０８１〜６０８５（本明細書では集合的にパッド位置６０８とも呼ぶ）に結合される。
【００４０】
図１１は、配線６１８１、６１８４、および６１８５を有する前面６２０を示す。しかし、小さな実装面積を維持するため、そしてＬＥＤ６０４および／またはＬＥＤダイの数が増大したときにＰＣＢ６０２の寸法が激増するのを防止するために、裏面６２２を使用して、図１２に示す追加の配線６１８を追加することができる。たとえば、配線６１８２および６１８３は、ＰＣＢ６０２の裏面６２２に位置する。さらに、より多くの配線が使用されるとき、これらの配線はまた、ＰＣＢ６０２の前面６２０と裏面６２２の間の層上に位置することもできる。複数の層を使用するとき、適切なパッド間隔のため、ＰＣＢ６０２の各層間で絶縁を使用することができる。
【００４１】
一実施形態では、配線６１８の数は、ＰＣＢ６０２上のＬＥＤダイ（図示せず）の数に依存する。たとえば、上記の図７に示すＬＥＤ１０４と同様に、ＬＥＤ６０４の１つ以上が複数のＬＥＤダイを含むことができる。したがって、それぞれのＬＥＤダイは、それぞれの配線６１８に結合されるはずである。たとえば、図１１に示す４つのＬＥＤ６０４１〜６０４４のそれぞれが３つの異なる色のＬＥＤダイを含んだ場合、８本の追加の配線が必要とされるはずである。したがって、裏面６２２、およびＰＣＢ６０２の前面６２０と裏面６２２の間の層を利用すると、配線の数が増大したとき、ＰＣＢ６０２の実装面積が激増するのを防止するのに役立つ。
【００４２】
図１３は、垂直に位置合わせされた複数のＬＥＤ６０４を有するＳＭＣＢ表示灯６００の組み立て後の等角図を例示する。ＳＭＣＢ表示灯１００と同様に、ＳＭＣＢ表示灯６００は、筐体６１０内に垂直に挿入されたＰＣＢ６０２と、筐体６１０に結合された少なくとも１つの位置合わせピン６２０とを備える。ＬＥＤ６０４の数、およびその数のＬＥＤ６０４を収容するための筐体６１０の寸法を除いて、ＳＭＣＢ表示灯６００は、他のすべてに関して、ＳＭＣＢ表示灯１００に類似している。
【００４３】
図１１〜１３は、ＰＣＢ上に垂直に位置合わせされた複数のＬＥＤを示すが、複数のＬＥＤを水平に位置合わせさせることもできることに留意されたい。したがって、ＰＣＢには、水平に位置合わせされたＬＥＤをもつＰＣＢを収容するように製作された筐体を結合させることができ、またこの筐体には、１つ以上の位置合わせピンを結合させることができる。
【００４４】
さらなる実施形態では、筐体６１０には、図１３に破線で示す増設延長部６１２を加えて、ＰＣＢ６０２のＬＥＤ６０４からの光を前面パネルまたはフェイスプレート（たとえば、図９および１０のパネル５０２）に通して、複数のＬＥＤアレイ間での光のブリード（隣接する光源同士の光が混ざり合って不鮮明になる現象）を最小にすることができる。光を可能な限り前面パネル近くへ通すのに使用される筐体延長部はまた、前面パネルがＰＣＢ６０２から離れているとき、光パイプの取付けおよび保持に使用することができる。
【００４５】
本発明の別の利点は、本明細書に開示のＳＭＣＢ表示灯の組立てを容易にして製造を可能にすることである。たとえば、例示的な実施形態では、接着剤を必要としない。さらに、ＳＭＣＢ表示灯の設計は、ピックアンドプレース可能な標準的な機器で使用されるように設計することができる。さらに、ＳＭＣＢ表示灯のＰＣＢは、アレイの形で製造して、必要に応じて単一のＰＣＢまたは複数のＰＣＢアレイに分割することができる。
【００４６】
様々な実施形態について上述したが、これらの実施形態は例示のみを目的とし、限定する目的ではないことを理解されたい。したがって、好ましい実施形態の幅および範囲は、前述の例示的な実施形態のいずれにも限定されるべきではなく、以下の特許請求の範囲およびその等価物のみによって規定されるべきである。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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