(57)【要約】【課題】従来技術の欠点の無い、また、ＬＥＤと光ガイドと組み合わせた状態で光出力が増長されるＬＥＤ及び光ガイドのアセンブリを提供することである。【解決手段】ＬＥＤ及び光ガイドのアセンブリ１０が、出光面１４を有するＬＥＤ１２を含み、ユニット状の、成型された光ガイド２４がＬＥＤ１２と協働し、軸線方向に伸延する導光性のガイド胴部２６を有する。導光性のガイド胴部２６の入光窓３０が、ＬＥＤ１２と光漏れ間隙の無い関係下に整列する状態でユニット状の光ガイド２４と共に形成され、出光面１４位置でＬＥＤ１２の上面及び側面から放出される実質的に全ての光を捕捉する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ及び光ガイドのアセンブリであって、
出光面を有するＬＥＤと、
ＬＥＤの第１支柱に電気的にカップリングされ、第１表面及び第２表面を有する第１電源入力導線と、
ＬＥＤの第２支柱に電気的にカップリングされ、第１表面及び第２表面を有する第２電源入力導線と、
ユニット状の、成型された光ガイドにして、内側反射面と出光窓とを有し且つ軸方向に伸延する導光性のガイド胴部を有する光ガイドと、
該光ガイドと共に形成され、ＬＥＤの出光面位置でＬＥＤから放出される実質的に全ての光を捕捉するべく整列された入光窓と、
前記光ガイドと一体化され、第１電源入力導線の第１表面及び第２表面、第２電源入力導線の第１表面及び第２表面、の少なくとも一部分を包囲して、光ガイドのガイド胴部を第１電源入力導線及び第２電源入力導線に関してアンカー固定する支持体と、
を含むＬＥＤ及び光ガイドのアセンブリ。
【請求項２】
ユニット状の光ガイドが、平坦部分を有する台座部を含み、第１電源入力導線、第２電源入力導線、前記台座部、の全てが、共通の支持体に相互に実装されるべく、その一部分が実質的に共通の平面内に位置付けられる請求項１のＬＥＤ及び光ガイドのアセンブリ。
【請求項３】
ユニット状の光ガイドが、支持体の凹所と摩擦係合してＬＥＤ及び光ガイドのアセンブリのためのアンカー係止体を形成する台座カップリングを含む請求項１のＬＥＤ及び光ガイドのアセンブリ。
【請求項４】
ＬＥＤが光漏れ間隙の無い関係下に光ガイドに連結される請求項１のＬＥＤ及び光ガイドのアセンブリ。
【請求項５】
ＬＥＤ及び光ガイドのアセンブリであって、
電気的に絶縁された第１電源入力導線及び第２電源入力導線と、
出光面を有し、前記第１及び第２の各電源入力導線間に電気的に結合されたＬＥＤと、
内側反射面を有し、軸線方向に伸延する導光性のガイド胴部を有する、ユニット状の、成型された光ガイドにして、前記ガイド胴部が、光ガイドと共に形成された出光窓及び入光窓を有し、該入光窓が、前記出光面位置でＬＥＤから放出される実質的に全ての光を捕捉するべく整合され、前記光ガイドが、前記第１電源入力導線及び第２電源入力導線の電気的絶縁性を維持する上方及び下方の各部分を含む光ガイドと、
を含むＬＥＤ及び光ガイドのアセンブリ。
【請求項６】
ユニット状のＬＥＤ及び光ガイドのアセンブリを製造するための方法であって、
電気的に絶縁された第１及び第２の各電源入力導線を形成すること、
ＬＥＤの出光面を前記電気的に絶縁された第１及び第２の各電源入力導線の一方に固定すること、
ＬＥＤを、前記電気的に絶縁された第１及び第２の各電源入力導線の他方に電気的に結合してサブアセンブリを形成すること、
該サブアセンブリを型内に配置すること、
前記サブアセンブリの周囲にユニット状の光ガイドを成型すること、
を含む方法。
【請求項７】
内側反射面を有し、軸線方向に伸延する導光性のガイド胴部にして、出光面位置でＬＥＤから放出される実質的に全ての光を捕捉するべく形成した出光窓と、入光窓とを有するガイド胴部をユニット状の光ガイドに設けること、
サブアセンブリの周囲にユニット状の光ガイドを成型して、第１電源入力導線の第１表面及び第２表面、第２電源入力導線の第１表面及び第２表面、の少なくとも一部分を包囲する一体の支持体を提供すること、を更に含む請求項６の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に光源に関し、詳しくは発光ダイオード（ＬＥＤ）光源に関し、更に詳しくは光ガイドと一体的に組み合わせたＬＥＤ光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤは一般には、このＬＥＤからの光出力を配向、増幅し、又はそうでなければ位置決めするための光ファイバ及び光ガイドのような様々の光調整用媒体と共に使用されるが、この構成には、光量がＬＥＤの出光面と光調整用媒体の入光面との間で低下するという大きな問題がある。光量の低下は、入手可能な最良のレンズ結合材やゲルを使用しても無くすことが出来ない。従って、こうした光量低下を無くす又は実質的に減少させることが当該技術上の進歩となる。
【０００３】
【特許文献１】米国仮特許出願番号第６０/７０５，７４４号
【特許文献２】部分継続特許出願番号第１１/４４３，８３３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術の欠点の無い、また、ＬＥＤと光ガイドと組み合わせた状態で光出力が増長されるＬＥＤ及び光ガイドのアセンブリを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一様相によれば、ＬＥＤ及び光ガイドのアセンブリであって、出光面を有するＬＥＤと、ＬＥＤの第１支柱に電気的にカップリングされ、第１表面及び第２表面を有する第１電源入力導線と、ＬＥＤの第２支柱に電気的にカップリングされ、第１表面及び第２表面を有する第２電源入力導線と、ユニット状の、成型された光ガイドにして、内側反射面と出光窓とを有し且つ軸方向に伸延する導光性のガイド胴部を有する光ガイドと、該光ガイドと共に形成され、ＬＥＤの出光面位置でＬＥＤから放出される実質的に全ての光を捕捉するべく整列された入光窓と、前記光ガイドと一体化され、第１電源入力導線の第１表面及び第２表面、第２電源入力導線の第１表面及び第２表面、の少なくとも一部分を包囲して、光ガイドのガイド胴部を第１電源入力導線及び第２電源入力導線に関してアンカー固定する支持体と、を含むＬＥＤ及び光ガイドのアセンブリが提供される。
【０００６】
上記構成のＬＥＤ及び光ガイドのアセンブリでは、光ガイドが光漏れ間隙の無い関係下にＬＥＤの出光面とカップリングされ、かくしてＬＥＤから放出される実質的に全ての光が光ガイドの入光窓に入ることが保証される。また、支持体を光ガイドと一体形成したことで、アセンブリを印刷回路基板その他の基材上に実装した場合でもそうした整合状態が確実に維持される。
【発明の効果】
【０００７】
従来技術の欠点の無い、ＬＥＤと光ガイドと組み合わせた状態で光出力が増長されるＬＥＤ及び光ガイドのアセンブリが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図面を参照して本発明を詳しく説明するに、図１にはＬＥＤ及び光ガイドのアセンブリが番号１０で示され、出光面１４を有するＬＥＤ１２を含んでいる。第１電源入力導線１６がＬＥＤ１２の第１支柱１８に電気的に連結される。第１電源入力導線１６は第１表面１６ａと第２表面１６ｂとを有する。第２電源入力導線２０がＬＥＤ１２の第２支柱２２に、例えば、ワイヤ２３によって電気的に連結され、第１表面２０ａと第２表面２０ｂとを有している。第１電源入力導線１６と第２電源入力導線２０とはヒートシンクとしても機能し得ることから、伝熱性の高い材料から形成することが好ましい。第１及び第２の各電源入力導線の作製に適した材料は数多くあるが、銅合金から作製するのが好ましい。作製した電源入力導線は酸化しないようにコーティング又はメッキ処理され得、ＬＥＤチップ及びワイヤ結合部を受けるために必要な電気接点パッドを有する。
【０００９】
ユニット状の、成型された光ガイド２４がＬＥＤ１２と協働し、軸線方向に伸延する導光性のガイド胴部２６を有している。導光性のガイド胴部は、内側全反射によって光をガイドし、出光窓２８を介して光を再配向する。入光窓３０は、ＬＥＤ１２と光漏れ間隙の無い関係下に整列する状態でユニット状の光ガイド２４と共に形成され、出光面１４位置でＬＥＤ１２の上面及び側面から放出される実質的に全ての光を捕捉する。支持体３２が光ガイド２４と一体化され、第１電源入力導線１６の第１面１６ａ及び第２面１６ｂと、第２電源入力導線２０の第１面２０ａ及び第２面２０ｂとの少なくとも一部分を包囲して、導光性のガイド胴部を第１及び第２の各電源入力導線１６及び２０にアンカー固定する。ガイド胴部２６は、米国仮特許出願番号第６０/７０５，７４４号に基づくものであり且つその優先権を主張する部分継続特許出願番号第１１/４４３，８３３号に記載されるような複合的なパラボラ集光器であるのが好ましい。
ユニット状の光ガイド２４は、平坦部分３６と台座カップリング３８とを備えた台座部３４をも含む。第１電源入力導線１６、第２電源入力導線２０、台座部３４は全て、その一部分が、導伝性のハンダトレース１０２をその上部に有する印刷回路基板であり得る共通支持体１００に相互実装するための、実質的に共通平面内に位置付けられる。台座カップリング３８は、支持体１００の凹所１１０と摩擦係合して、ＬＥＤ及び光ガイドのアセンブリ用のアンカー係止体を形成するべく形成され、そうした摩擦係合を助成するための周囲バーブ３８ａ（図５参照）を含むことが好ましい。
【００１０】
図１の実施例では第１電源入力導線１６と、第２電源入力導線２０とは、導伝性のハンダトレース１０２と夫々接触するオフセット突起１７、２１を含む。
図４に例示するプロセスを用いて、ＬＥＤ１２の出光窓１４と光ガイド２４（図１参照）の入光窓３０との間を光漏れ間隙の無い関係に持ち来す。
つまり、第１電源入力導線１６と、第２電源入力導線２０との間に電気的絶縁領域５１を形成する。ＬＥＤ１２の、例えば第１支柱１８を第１電源入力導線１６に取り付け、ＬＥＤ１２の第２支柱２２を、例えば金線２３を介して第２電源入力導線２０に取り付けてアセンブリ５０を形成する。
【００１１】
次いでこのアセンブリ５０を型に入れ、光学的に透明清澄なエポキシ成型配合物を、ワイヤ結合部の一体性を維持する低い圧力充填率で型込めして一体のＬＥＤ光ガイドアセンブリ１０を形成する。光学的に透明清澄なエポキシ成型配合物には、ＬＯＣＴＩＴＥ社から入手可能なＨＹＳＯＬＭＧ９７がある。
ＬＥＤを光ガイドの入光窓で一体的に包囲させるこの成型プロセスが、ＬＥＤ１２の出光面１４と光ガイド２４の入光窓３０との間に光漏れ間隙を無くすことを保証する。この光漏れ間隙の無い関係は固定的に維持され、引き続く取扱中にもずれることがない。一体の支持体３２が、第１電源入力導線１６と、第２電源入力導線２０との上下の各表面の何れをも包囲してそうした光漏れ間隙の無い関係を更に維持し、一体の台座部３４と台座カップリング３８とが印刷回路基板との正しい係合を保証する。
【００１２】
図２には本発明の他の実施例が示され、第１電源入力導線１６ｃと、第２電源入力導線２０ｃとが平坦な部材として形成されている。図２に示すように（図１の実施例にも適用可能）、電源入力導線に多数の孔６０を形成し、成型用のエポキシ配合物がこれらの孔を貫いて各電源入力導線を単一ユニット状態に更に固定するようにできる。
ユニットは、印刷回路基板のような基材に実装した後、ハンダリフロープロセスに通して基材に電気的及び機械的に固定する。
かくして、ＬＥＤからの全ての又は実質的に全ての放出光が通過する、光漏れ間隙ゼロの関係がＬＥＤチップと光ガイドとの間に提供されるＬＥＤ及び光ガイドのアセンブリが提供される。光漏れ間隙の無い整合状態は、構成がユニット状であることから、引き続く全ての取り扱いを通して維持される。
以上、本発明を実施例を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし得ることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例の断面を示す拡大ダイヤグラム図である。
【図２】本発明の他の実施例の断面を示す拡大ダイヤグラム図である。
【図３】本発明の一実施例の回路ダイヤグラム図である。
【図４】本発明の一実施例を実施する各段階を表す流れダイヤグラム図である。
【図５】周辺バーブの拡大平面図である。
【符号の説明】
【００１４】
１０  ＬＥＤ及び光ガイドのアセンブリ
１２  ＬＥＤ
１４  出光面
１６  第１電源入力導線
１６ａ  第１表面
１６ｂ  第２表面
１７，２１  オフセット突起
１８  第１支柱
２０  第２電源入力導線
２０ａ  第１表面
２０ｂ  第２表面
２２  第２支柱
２３  ワイヤ
２４  光ガイド
２６  ガイド胴部
２８  出光窓
３０  入光窓
３２  支持体
３４  台座部
３６  平坦部分
３８  台座カップリング
１００  共通支持体
１０２  ハンダトレース
１１０  凹所
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008010422.tif 000006
【図５】
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