(57)【要約】【課題】車載夜間障害物探知装置の光源に赤外発光ダイオード素子を使用すると、対向車側の人に危険や緊急の不安感を与える恐れがあった。【解決手段】赤色可視光線成分と赤外線成分とを有する光を発生する赤外発光ダイオード素子６に並置して青緑色発光ダイオード素子７を配置する。赤外発光ダイオード素子６と青緑色発光ダイオード素子７とを光透過性樹脂封止体８で覆う。赤外発光ダイオード素子６から放射された赤色可視光線成分に青緑色発光ダイオード素子７から放射された青緑色可視光線成分を混合して視覚的に非赤色の光源とする。【選択図】図１
2004071902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色可視光線成分と赤外線成分とを有する第１の光を発生する第１の発光素子と、
前記第１の発光素子の近くに配置され且つ前記赤色可視光線成分と異なる色の可視光線成分を含む第２の光を発生する第２の発光素子と、
前記第１及び第２の発光素子から発生した前記第１及び第２の光を外部に取り出す部分を有して前記第１及び第２の発光素子を包囲する外囲体とから成り、
前記第２の発光素子の可視光線成分の色は、前記第１及び第２の光を混合した時、又は前記第１及び第２の光を視覚的に混合と見なすことができるように発生させた時に、前記第１の発光素子の前記赤色可視光線成分を視覚的に赤色系以外の色に見せることができる色であることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記外囲体はレンズ部分を含む樹脂封止体であり、前記第１の発光素子は前記レンズ部分の光軸又はその延長線上に配置されていることを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記第１の発光素子を視覚上の残像時間以下の周期でオン・オフ駆動し、前記第２の発光素子を前記第１の発光素子のオフ期間にオン駆動する駆動回路を有していることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、障害物探知装置の光源等に適する半導体発光装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
発光ダイオードからなる半導体発光装置を光源とした障害物探知装置は公知であり、夜間障害物探知用として自動車等に搭載されている。この種の障害物探知装置は、発光源として発光ダイオードと、ＣＣＤ等から構成される受光素子と、モニター等から構成されている。発光ダイオードから光を前方に放出すると、障害物が存在する場合には発光ダイオードからの光が障害物によって反射する。この反射光は受光素子（ＣＣＤ等）で受光され、障害物がモニターによって検知される。上述の夜間障害物探知装置は、自動車の前方、例えばラジエータの上部に取り付けられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、発光ダイオードから放射された光の反射光をＣＣＤ等から成る受光素子によって感度良く感知するためには、発光ダイオードの発光波長を８７０〜９００ｎｍ程度に設定することが望ましい。そこで、従来では赤外発光ダイオードを発光源として使用することが多かった。
しかし、赤外発光ダイオードを使用した夜間障害物探知装置を自動車の前方に取り付けると、赤外発光ダイオードの赤色可視光線成分が対向車側の人の視界に入る。周知のように、赤色系の光は危険や緊急を示す信号に使用されているので、対向車側の人に不安感を与える。
【０００４】
赤色成分を除去する手段として、赤色光を選択的にカットするフィルタを発光源に装着することが考えられる。しかし、このようなフィルタを装着すると発光源の光出力を低減するので好ましくない。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、光出力を低減させることなく、発光源から放出される赤色光を視覚的に除去又は抑制することができる障害物探知装置の光源等に好適な半導体発光装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し上記目的を達成するための本願発明は、赤色可視光線成分と赤外線成分とを有する第１の光を発生する第１の発光素子と、
前記第１の発光素子の近くに配置され且つ前記赤色可視光線成分と異なる色の可視光線成分を含む第２の光を発生する第２の発光素子と、
前記第１及び第２の発光素子から発生した前記第１及び第２の光を外部に取り出す部分を有して前記第１及び第２の発光素子を包囲する外囲体とから成り、
前記第２の発光素子の可視光線成分の色は、前記第１及び第２の光を混合した時、又は前記第１及び第２の光を視覚的に混合と見なすことができるように発生させた時に、前記第１の発光素子の前記赤色可視光線成分を視覚的に赤色系以外の色に見せることができる色であることを特徴とする半導体発光装置に係わるものである。
【０００７】
なお、請求項２に示すように、前記外囲体はレンズ部分を含む樹脂封止体であり、前記第１の発光素子は前記レンズ部分の光軸又はその延長線上に配置されていることが望ましい。
また、請求項３に示すように。前記第１の発光素子を視覚上の残像時間以下の周期でオン・オフ駆動し、前記第２の発光素子を前記第１の発光素子のオフ期間にオン駆動する駆動回路を有していることが望ましい。
なお、本願で視覚的又は視覚上とは、人が目視した時の感覚を意味する。
【０００８】
【発明の効果】
各請求項の発明によれば、第１の発光素子が赤外線成分の外に赤色可視光線成分を放射しても、第２の発光素子の光が第１の発光素子の赤色可視光成分に視覚的に混合され、第１及び第２の発光素子の組合せ光源が赤色以外の色の光源として認識され、光源を見た人に危険又は緊急等の不安感又は異常感を与えない。このため、本発明に従う半導体発光装置は、障害物探知装置の光源として好適なものである。
また、請求項２の発明によれば、赤外線成分を有する第１の光を放射する第１の発光素子がレンズ部分の光軸又はその延長線上に配置されているので、赤外線成分を有効に利用することができる。
また、請求項３の発明によれば、第１及び第２の光の視覚的混色を容易に達成することができる。
【０００９】
【実施形態】
次に、図１〜図６を参照して本発明の１実施形態に係る車載される夜間障害物探知装置の光源用としての半導体発光装置１を説明する。
【００１０】
本実施形態の半導体発光装置１は、図１に示すようにリフレクタ即ち反射器を兼ねるカップ電極２ａを一端に有する第１のリード端子２と、カップ電極２ａの一方の側に配置された第２のリード端子３と、カップ電極２ａの他方の側に配置された第３のリード端子４と、カップ電極２ａの底面５に搭載された第１の発光素子としての赤外発光ダイオード素子６及び第２の発光素子としての青緑色発光ダイオード素子７と、発光ダイオード等を被覆する外囲体又は容器としての樹脂封止体８とを有している。
【００１１】
カップ電極２ａは、底面５とそれを包囲する傾斜側面９とを有している。カップ電極２ａの平面形状即ち底面５の形状は、図１に示すように楕円形となっている。カップ電極２ａの傾斜側面９は楕円形の底面５の外周縁に沿って環状に形成されており、その高さは発光ダイオード素子６、７の厚みよりも大きくなっている。従って、発光ダイオード素子６、７から側方に放出された光は傾斜側面９によって反射され、カップ電極２ａの開放面から上方に向かって放出される。
【００１２】
第１のリード端子２はカップ電極２ａの下面に連結されており、第１の方向（Ｚ方向）に延伸している。本実施形態では、発光ダイオード素子６、７の下面電極がカップ電極２ａの底面５に固着されるため、カップ電極２ａに接続された第１のリード端子２は発光ダイオード素子６、７の下側電極の取り出し電極として機能する。
【００１３】
第２のリード端子３と第３のリード端子４は、図２に示すようにカップ電極２ａの短径方向（Ｘ方向）において図２に示すようにカップ電極２ａの一方の側と他方の側に配置されている。第２及び第３のり一ド端子３、４は、第１のリード端子２と同様にＺ方向に延伸している。第２のリード端子３の一方の端部と赤外発光ダイオード素子６の上面電極との間がワイヤ１０で結線されている。従って、第２のリード端子３は、赤外発光ダイオード素子６の上面電極の取り出し電極として機能する。第３のリード端子４の一方の端部と青緑色発光ダイオード素子７の上面電極との間がワイヤ１１で結線されている。従って、第３のリード端子４は青緑色発光ダイオード素子７の上面電極の取り出し電極として機能する。
【００１４】
樹脂封止体８は、光透過性且つ電気絶縁性を有する樹脂からなり、周知のトランスファモールドやポッティンイングによって形成され、カップ電極２ａ、２つの発光ダイオード素子６、７、及び第１〜第３のリード端子２〜４の一方の端部側を被覆している。樹脂封止体８は図１の示すように平面形状が円形であり、側面形状が図２に示すように砲弾状又は釣鐘状であり、図２の上半分が半球状レンズ部分８ａになっている。レンズ部分８ａの頂点を通るレンズ光軸１２又はこの延長上に赤外発光ダイオ−ド６が配置されている。レンズ部分８ａは２つの発光ダイオード素子６、７の出力光の外部への取り出し部分であって、集光レンズ即ち凸レンズに構成されている。
【００１５】
本実施形態の半導体発光装置は、図１及び図３に示すように、カップ電極２ａに配置された赤外発光ダイオ−ド素子６と青緑色発光ダイオード素子７とを有する。発光色の異なる２つの発光ダイオ−ド素子６、７は外部から見て視覚的に１つの光源と見ることができるように近接配置されている。
赤外発光ダイオード素子６は、従来の車載夜間障害物探知用半導体発光装置の発光ダイオード素子と同様に、ＣＣＤ等から構成される受光装置によって反射光が感度良く感知することができる波長帯である８７０〜９００ｎｍの波長に発光ピークを有する発光素子である。しかし、赤外発光ダイオード素子６は赤外線を放射するのみでなく赤色可視光線成分も放射する。この赤外発光ダイオード素子６は、カップ電極２ａ底面５のほぼ中央に固着されている。即ち、赤外発光ダイオード素子６は、樹脂封止体８の頂点を通るレンズ光軸１２又はこの延長上に配置されている。また、赤外発光ダイオ−ド６の光放射方向はレンズ部分８ａの光軸１２に一致している。赤外発光ダイオード素子６をこのように配置すると、赤外発光ダイオード素子６から放射した光は樹脂封止体８のレンズ部分８ａを通じて外部に効率よく取り出される。
【００１６】
青緑色発光ダイオード素子７は、４８５〜５１０ｎｍの波長に発光ピ−クを有する光を発生する発光素子であり、赤外発光ダイオード素子５からＹ方向に離間した位置においてカップ電極２ａの底面５に固着されている。即ち、赤外発光ダイオード素子６と青緑色発光ダイオード素子７はカップ電極１底面５のＹ方向に並列に配置されており、青緑色発光ダイオード素子７は樹脂封止体８のレンズ部分８ａの光軸１２からＹ方向にずれて配置されている。このように、青緑色発光ダイオード素子７の光放出方向の中心は樹脂封止体８のレンズ部分８ａの光軸１２からＹ方向にずれた位置にあるため、青緑色発光ダイオード素子７から発生した光は赤外発光ダイオード素子６から発生した光に比べると樹脂封止体８の前方への光取出し効率は良くない。しかし、青緑色発光ダイオード素子７は、後述のように赤外発光ダイオード素子６から放出される赤色可視光線成分を視覚的に別の色の光に見せるものであり、その反射光を受光素子で捉えて障害物を探知するものではないため、樹脂封止体８の前方への光取出し効率が低くても問題は無い。青緑色発光ダイオ−ド素子７は赤外発光ダイオ−ド素子６から放射される赤色可視光線成分とは別の色である青緑色可視光線成分を放射するものである。なお、青緑色発光ダイオ−ド素子７から放射する光は、赤外発光ダイオ−ド素子６と青緑色発光ダイオ−ド素子７との組み合せ光源を外部から見た時に赤色に見えないようにすることができるものであればどの様な色の光であってもよい。
赤外発光ダイオ−ド素子６と青緑色発光ダイオ−ド素子７との相互間隔は外部遠方から目視した時に１つの光源と見えるように決定されている。
【００１７】
図４は２つの発光ダイオ−ド素子６、７の電気的接続と駆動回路２０を示し、図５は２つの発光ダイオード素子６、７の駆動方法を示すタイミングチャートである。本実施形態では、赤外発光ダイオード素子６と青緑発光ダイオード素子７にパルス状の電圧を交互に印加して、２つの発光ダイオード素子６、７を交互に点灯させる。即ち、図５（Ａ）は赤外発光ダイオ−ド素子６の電流Ｉ１の変化を示し、図５（Ｂ）は青緑発光ダイオ−ド素子７の電流Ｉ２の変化を示す。この図５から明らかなように赤外発光ダイオード素子６が点灯している時には青緑発光ダイオード７は消灯しており、逆に青緑発光ダイオード素子７が点灯している時には赤外発光ダイオード素子６が消灯している。
また、青緑発光ダイオード素子７が点灯し、素子赤外発光ダイオード素子６が消灯している時間が、赤外発光ダイオード素子６が点灯し、青緑発光ダイオード素子７が消灯している時間よりも長く設定されている。また、間欠発光により放射した光の反射光を障害探知として利用する赤外発光ダイオード素子６の電流Ｉ１のレベルは赤色可視光線成分を打ち消すための青緑発光ダイオード素子７の電流Ｉ２のピ−クレベルよりも大きく設定されている。
２つの発光ダイオ−ド素子６、７の間欠発光の周期Ｔは、それぞれの光出力の視覚的残像時間よりも短く設定されている。従って、赤外発光ダイオ−ド素子６から発生する赤色可視光線は視覚的には連続し、また、青緑発光ダイオード素子７から発生する青緑色可視光線も視覚的には連続する。このため、２つの発光ダイオ−ド素子６、７の出力光を外部から見ると、視覚的には２つの出力光を混合した色を有する１つの光源として認識される。
【００１８】
本実施形態の半導体発光装置１によれば、赤外発光ダイオード素子６から放出される赤色系の光と青緑発光ダイオード素子７から放出される緑色系の光との混色が生じるため、半導体発光装置１を遠方から観察した時には赤色以外のオレンジ系又は黄色系の光源として認識される。
半導体発光装置１を車載用の夜間障害探知装置として使用する時には図６に示すようにＣＣＤ等の受光素子２１に並置する。半導体発光装置１の赤外発光ダイオ−ド素子６から放射された光２２は対象障害物２３がある時には、ここで反射し、反射光が赤外線受光素子２１で検出される。赤外発光ダイオ−ド素子６から赤色可視光線も放射されるが、赤色可視光線に対して青緑発光ダイオード素子７の光が混色するために対向車の人は半導体発光装置１を赤色光源と認識しない。このため、半導体発光装置１は対向車側の人に対して危険や緊急の不安感を与えない。
【００１９】
赤外発光ダイオード素子６からは８７０〜９００ｎｍをピーク発光波長とする光が放出されるため、この光による障害物２３からの反射光をＣＣＤ等の受光素子２１によって良好に感知することができる。このため、高感度であり且つ視覚的に赤色成分の発光が少ない信頼性の高い車載夜間障害物探知装置用の半導体発光装置１を得ることができる。
【００２０】
【変形例】
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、例えば次の変形が可能のものである。
（１）　赤外発光ダイオード素子６からの赤色成分に混色させるための光を発生させる青緑色発光ダイオード素子７の代わりに青色発光ダイオード素子や緑色発光ダイオード素子を使用することができる。
（２）　実施形態では樹脂封止体８のレンズ部分８ａの形状を砲弾型としたが、レンズ部分８ａの断面形状を台形状としても良い。この場合、樹脂封止体８の頂面の中心を通る線上に赤外発光ダイオード素子６を配置する。
（３）　第２の発光ダイオードとしての青緑色発光ダイオード素子７を断続的にオンオフ駆動せずに、連続的にオン駆動することができる。また、青緑色発光ダイオード素子７のオン期間を赤外発光ダイオード素子６のオン期間と同一にすることができる。赤外発光ダイオード素子６と青緑色発光ダイオード素子７とが同時に発光している時には２つの発光ダイオード素子６、７の出力光の混色が生じる。
（４）　第２の発光ダイオードとしての青緑色発光ダイオード素子７を複数設けることができる。また、第１の発光ダイオードとしての赤外発光ダイオード素子６を複数設けることができる。
（５）　複数個の半導体発光装置１を並置して１つの障害物探知装置のための光源を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態に従う半導体発光装置を樹脂封止体による覆いを省いて示す平面図である。
【図２】図１の半導体発光装置のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１の半導体発光装置のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図１の２つの発光ダイオードと駆動回路との接続を示す回路図である。
【図５】図４の２つの発光ダイオードの電流を示す波形図である。
【図６】図１の半導体発光装置を使用した車載夜間障害物探知装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１　半導体発光装置
２ａ　カップ電極
２，３，４　リード端子
６　赤外発光ダイオード素子
７　青緑色発光ダイオード素子
８　樹脂封止体
【図１】
2004071902.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004071902.tif 000005
【図４】
2004071902.tif 000006
【図５】
2004071902.tif 000007
【図６】
2004071902.tif 000008