(57)【要約】【課題】本発明が解決しようとする課題は、半導体発光素子の能力を最大限引き出し、効率良く集光させ、かつ高価な蛍光体の使用量が少ない白色LED照明装置を実現する事である。【解決手段】放熱性向上のため、放熱板などをつけ発光量を増大させたＬＥＤ素子の発光部（ベアチップ）に直接光ファイバーを接続し、ＬＥＤの発光を一旦光ファイバーに入光させ、光ファイバーをかいして光を照射するように構成したユニット多数個で集光性を増す。【選択図】図１
2008147097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子の能力を最大限引き出し、効率良く集光させるため、ＬＥＤベアチップの放熱性向上のための放熱板を取りつけた多数の青色、または紫外LEDベアチップ発光部を持つ基盤と、その各ベアチップに直接光ファイバーを接続した発光体群を持つ照明装置の、各光ファイバー照射口をバンドル構成にし。集光させた出口部、または中間接続部に、青色、または紫外光で励起され、可視光を発光する蛍光体を設置した、白色LED照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子の能力を最大限引き出し、効率良く集光させる白色LED照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のＬＥＤの高出力化は目覚しく、自動車のヘッドライトに使用されるまでに開発が進んでいる。しかしながら、高出力化を実現するために解決されなければならない問題も存在している。その一つは、発光量を増やすためにはＬＥＤ素子に、より大きな電流を流さなければならないが、大きな電流を流せばＬＥＤが発する熱が増大するため発光効率が低下するという問題である。
【０００３】
この解決法として、放熱性の向上、熱による劣化防止方法として特開２００３−１５２２２５（特許文献１）、特開２００３−２４３７１８（特許文献２）、特開２００５−１３６１３７（特許文献３）などいろいろの方法が開示されている。
【０００４】
これらの解決法は、確かに放熱性の向上、熱による劣化防止効果があり、大電流をＬ  ＥＤに流す事ができ、半導体発光素子の能力を最大限引き出すことはできるが、製作されたＬＥＤ素子全体の大きさが従来の放熱板を施さない製品と比べ格段に大きくなるという欠点が存在する。
【０００５】
ＬＥＤ素子全体のサイズが大きくなることは、複数のＬＥＤを光学的に集光したり、又スペースの少ない場所での使用に大きな制約となるなど新たな問題が発生している。
【０００６】
また、ＬＥＤ光源を光ファイバーに入光させる方法としては、特開平９−１０２３８、特開平１１−２１９６０８、特開２０００−２７１１５５などが開示されているが、いずれも放熱板の無いレンズタイプのＬＥＤを使用しており、光量及び集光効率がおとる。
【０００７】
集光効率が良い、直接ＬＥＤチップに光ファイバーを接着する方法は、特開平７−２４０５３６に開示されているが、ＬＥＤチップの放熱性の考慮がなされず、したがって入力電流が制限され、半導体発光素子の能力を最大限引き出せずチップの発光量が劣る。
【０００８】
LEDチップの発光面に直接蛍光体を設置する白色LEDは、発光面がチップ単体面より数倍大きくなり、そのまま光ファイバーに入光させるには、ファイバーの直径が太くなりすぎる。また蛍光体は非常に高価なものであり、使用量を少なくしたい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、半導体発光素子の能力を最大限引き出し、効率良く集光させ、かつ高価な蛍光体の使用量を少なくできる白色LED照明装置を実現する事である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題を解決するために、特開２００３−１５２２２５（特許文献１）、特開２００３−２４３７１８（特許文献２）、特開２００５−１３６１３７（特許文献３）などいろいろの放熱性向上のため、放熱板などをつけ発光量を増大させたＬＥＤ素子の発光部（ベアチップ）に直接光ファイバーを接続し、ＬＥＤの発光を一旦光ファイバーに入光させ、光ファイバーをかいして光を照射するように構成した。
【００１１】
また、この１個のＬＥＤ素子に１本の光ファイバーを接続する１ユニットを多数使用し、光ファイバーをバンドル（束ねる）構成にすることにより、集光性が増しかつ照射口が小さくできる。
【００１２】
高価な蛍光体も素子単体ごとに設置するより、集光させたバンドルの出口、または中間接続部に設置するため、使用量が少なくてすむ。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、従来放熱の問題で制約されていた半導体発光素子の能力を最大限引き出し、かつ放熱板により効率良く集光させることが難しかったＬＥＤの照明装置が、発光効率が良く、かつ小さい場所にも使用できる為、ＬＥＤ照明の利用可能性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
発明を実施するための最良の形態は、ＬＥＤ発光部（ベアチップ）の発熱を充分に放熱でき、かつベアチップに接続された光ファイバーにベアチップの発光した光が光ファイバーのコアに効率良く入光させることができる多数のユニットを形成する基板に、できるだけ通過損失の少ないかつ安価な光ファイバー、例えばアクリル樹脂製のファイバーを接着し、バンドル構成にして、照射光を集光させる形態である。
【実施例】
【００１５】
図２に実施例概要を示す。
【００１６】
現在一般に出まわっているＬＥＤベアチップは0.32mm×0.32mmで厚さ0.2mmのものである。このチップを放熱基板に多数個搭載して１個のチップに約0.5mm径の光ファイバーケーブルの入光面を直接に接着する事により、チップの発光を効率良く光ファイバーに入光することができる。
【００１７】
又、放熱基板に反射加工を施せば、さらに入光効率も増し、放熱する事によりＬＥＤチプの最大限の発光を得る電流を流せるので、従来の放熱基板の無い、レンズ集光タイプのＬＥＤの５〜６倍の発光量が得られる。
【００１８】
しかも、このＬＥＤユニット多数個が最終的には、バンドル化されるため非常に小さい径で放射強度の大きい出射光が得られる。例として８ユニットの場合、出射径は約３ミリで従来のレンズタイプＬＥＤの小さいものと同じ径であるが、放射光は約４０倍となる。かつその３ミリ径の部分にのみ高価な蛍光体を設置すればよく、非常に安価な白色照明となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】放熱基板上にＬＥＤベアチツプを搭載し、直接ベアチップな発光部に、光ファイバーを接続した図である。
【図２】図１の単体ユニットを多数個集合させた、光ファイバー照明概要図である。
【符号の説明】
【００２０】
光ファイバーコア
光ファイバークラッド
ＬＥＤベアチップ
放熱基板
光ファイバー
照射光
チツプ多数搭載放熱基板
蛍光体  
【図１】
2008147097.tif 000003
【図２】
2008147097.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成18年12月13日(2006.12.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子の能力を最大限引き出し、効率良く集光させる白色LED照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のＬＥＤの高出力化は目覚しく、自動車のヘッドライトに使用されるまでに開発が進んでいる。しかしながら、高出力化を実現するために解決されなければならない問題も存在している。その一つは、発光量を増やすためにはＬＥＤ素子に、より大きな電流を流さなければならないが、大きな電流を流せばＬＥＤが発する熱が増大するため発光効率が低下するという問題である。
【０００３】
この解決法として、放熱性の向上、熱による劣化防止方法として特開２００３−１５２２２５（特許文献１）、特開２００３−２４３７１８（特許文献２）、特開２００５−１３６１３７（特許文献３）などいろいろの方法が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１５２２２５
【特許文献２】特開２００３−２４３７１８
【特許文献３】特開２００５−１３６１３７
【０００５】
これらの解決法は、確かに放熱性の向上、熱による劣化防止効果があり、大電流をＬ  ＥＤに流す事ができ、半導体発光素子の能力を最大限引き出すことはできるが、製作されたＬＥＤ素子全体の大きさが従来の放熱板を施さない製品と比べ格段に大きくなるという欠点が存在する。
【０００６】
ＬＥＤ素子全体のサイズが大きくなることは、複数のＬＥＤを光学的に集光したり、又スペースの少ない場所での使用に大きな制約となるなど新たな問題が発生している。
【０００７】
また、ＬＥＤ光源を光ファイバーに入光させる方法としては、特開平９−１０２３８、特開平１１−２１９６０８、特開２０００−２７１１５５などが開示されているが、いずれも放熱板の無いレンズタイプのＬＥＤを使用しており、光量及び集光効率がおとる。
【０００８】
集光効率が良い、直接ＬＥＤチップに光ファイバーを接着する方法は、特開平７−２４０５３６に開示されているが、ＬＥＤチップの放熱性の考慮がなされず、したがって入力電流が制限され、半導体発光素子の能力を最大限引き出せずチップの発光量が劣る。
【０００９】
LEDチップの発光面に直接蛍光体を設置する白色LEDは、発光面がチップ単体面より数倍大きくなり、そのまま光ファイバーに入光させるには、ファイバーの直径が太くなりすぎる。また蛍光体は非常に高価なものであり、使用量を少なくしたい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、半導体発光素子の能力を最大限引き出し、効率良く集光させ、かつ高価な蛍光体の使用量を少なくできる白色LED照明装置を実現する事である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題を解決するために、特開２００３−１５２２２５（特許文献１）、特開２００３−２４３７１８（特許文献２）、特開２００５−１３６１３７（特許文献３）などいろいろの放熱性向上のため、放熱板などをつけ発光量を増大させたＬＥＤ素子の発光部（ベアチップ）に直接光ファイバーを接続し、ＬＥＤの発光を一旦光ファイバーに入光させ、光ファイバーをかいして光を照射するように構成した。
【００１２】
また、この１個のＬＥＤ素子に１本の光ファイバーを接続する１ユニットを多数使用し、光ファイバーをバンドル（束ねる）構成にすることにより、集光性が増しかつ照射口が小さくできる。
【００１３】
高価な蛍光体も素子単体ごとに設置するより、集光させたバンドルの出口、または中間接続部に設置するため、使用量が少なくてすむ。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、従来放熱の問題で制約されていた半導体発光素子の能力を最大限引き出し、かつ放熱板により効率良く集光させることが難しかったＬＥＤの照明装置が、発光効率が良く、かつ小さい場所にも使用できる為、ＬＥＤ照明の利用可能性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
発明を実施するための最良の形態は、ＬＥＤ発光部（ベアチップ）の発熱を充分に放熱でき、かつベアチップに接続された光ファイバーにベアチップの発光した光が光ファイバーのコアに効率良く入光させることができる多数のユニットを形成する基板に、できるだけ通過損失の少ないかつ安価な光ファイバー、例えばアクリル樹脂製のファイバーを接着し、バンドル構成にして、照射光を集光させる形態である。
【実施例】
【００１６】
図２に実施例概要を示す。
【００１７】
現在一般に出まわっているＬＥＤベアチップは0.32mm×0.32mmで厚さ0.2mmのものである。このチップを放熱基板に多数個搭載して１個のチップに約0.5mm径の光ファイバーケーブルの入光面を直接に接着する事により、チップの発光を効率良く光ファイバーに入光することができる。
【００１８】
又、放熱基板に反射加工を施せば、さらに入光効率も増し、放熱する事によりＬＥＤチプの最大限の発光を得る電流を流せるので、従来の放熱基板の無い、レンズ集光タイプのＬＥＤの５〜６倍の発光量が得られる。
【００１９】
しかも、このＬＥＤユニット多数個が最終的には、バンドル化されるため非常に小さい径で放射強度の大きい出射光が得られる。例として８ユニットの場合、出射径は約３ミリで従来のレンズタイプＬＥＤの小さいものと同じ径であるが、放射光は約４０倍となる。かつその３ミリ径の部分にのみ高価な蛍光体を設置すればよく、非常に安価な白色照明となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】放熱基板上にＬＥＤベアチツプを搭載し、直接ベアチップな発光部に、光ファイバーを接続した図である。
【図２】図１の単体ユニットを多数個集合させた、光ファイバー照明概要図である。
【符号の説明】
【００２１】
１.光ファイバーコア
２.光ファイバークラッド
３.ＬＥＤベアチップ
４.放熱基板
５.光ファイバー
６.照射光
７.チツプ多数搭載放熱基板
８.蛍光体  
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008147097.tif 000005
【図２】
2008147097.tif 000006