(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面および裏面を有する発光ダイオードパッケージであって、該表面にほぼ垂直な少なくとも第１方向において光を該パッケージから離れるよう発するための発光ダイオードを含む発光ダイオードパッケージと、
該発光ダイオードパッケージの前記表面から延び該発光ダイオードからの光を受けるレンズと、
を備え、
該レンズが、
入射する光を屈折させる複数の平面により構成された屈折レンズ部と、
前記発光ダイオードにより発せられた光を全内部反射させて前記屈折レンズ部に導くじょうご形状レンズ部と、
を含み、
該屈折レンズ部の複数の平面が、
前記発光ダイオードにより発せられ前記じょうご形状レンズ部により反射させられた光を前記発光ダイオードパッケージの前記表面にほぼ平行に進むように屈折させる第１の平面であって、前記発光ダイオードにより発せられ直接入射する光線に対してほぼ平行に設けられた第１の平面と、
前記発光ダイオードにより発せられ直接入射した光を前記表面にほぼ平行に進むように屈折させる第２の平面と、
を含む、
ことを特徴とする発光デバイス。
【請求項２】
前記第２の平面がさらに複数の平面により構成されており、
該複数の平面のうちの少なくとも２つの平面の間には、前記発光ダイオードにより発せられ直接入射する光線に対してほぼ平行に設けられた平面が配置されている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記レンズは、ダイアモンド旋削される請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記レンズは、射出成形される請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記レンズは、鋳造される請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記レンズは、透明な材料により形成される請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記レンズは着色される請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記レンズは、前記発光ダイオードパッケージに結合される請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記レンズは、前記発光ダイオードパッケージにスナップばめされる請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記レンズは、前記発光ダイオードパッケージをカプセル化する請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記レンズは、前記発光ダイオードパッケージに熱かしめされる請求項１に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記レンズは、前記発光ダイオードパッケージに超音波溶接される請求項１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記レンズは、ほぼ１.４５〜１.６の範囲の屈折率を有する請求項１に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記レンズは、ほぼ１.５３の屈折率を有する請求項１に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記レンズは、ＰＣ、ＰＭＭＡ、ＰＥＩ、ＰＣ／ＰＭＭＡおよびＣＯＣを含む群から選択された材料により形成される請求項１に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記じょうご形状レンズ部の反射面は、前記パッケージの前記表面にほぼ垂直な前記第１方向から離れるように曲がっている請求項１に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記じょうご形状レンズ部の反射面は、互いにおよび前記パッケージの前記表面にほぼ垂直な前記第１方向に関して角度が付けられた少なくとも２つの線状部を含む請求項１に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記じょうご形状レンズ部の反射面は、前記パッケージの前記表面にほぼ垂直な前記第１方向に関して角度が付けられた直線である請求項１に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記発光ダイオードと前記レンズとの間に密閉された空間がある請求項１に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記発光ダイオードと前記レンズとの間に樹脂を用いて密閉された空間がある請求項１に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記樹脂は光学的に透明である請求項２０に記載のデバイス。
【請求項２２】
前記樹脂はシリコーンである請求項２０に記載のデバイス。
【請求項２３】
前記発光ダイオードと前記レンズとの間に密閉された空間があり、該密閉された空間は、エポキシを用いて充填されている請求項１に記載のデバイス。
【請求項２４】
前記発光ダイオードと前記レンズとの間に、光学的に透明な材料を用いて充填された密閉された空間がある請求項１に記載のデバイス。
【請求項２５】
前記発光ダイオードと前記レンズとの間に配置され、ほぼ１.４〜１.６の範囲の屈折率を有する材料を用いて充填された密閉された空間がある請求項１に記載のデバイス。
【請求項２６】
前記レンズは着色されている請求項１に記載のデバイス。
【請求項２７】
前記発光ダイオードと前記レンズとの間の密閉された空間を備え、該密閉された空間は透明な材料を用いて充填される請求項１に記載のデバイス。
【請求項２８】
前記透明な材料は着色される請求項２７に記載のデバイス。
【請求項２９】
前記パッケージの前記表面に垂直な方向には、前記レンズからは実質的に光が発せられない請求項１に記載のデバイス。
【請求項３０】
発光ダイオードから光を発生させる方法であって、
表面及び裏面を有し、該表面にほぼ垂直な少なくとも第１方向に光を発する発光ダイオードを含む発光ダイオードパッケージを準備する工程と、
該発光ダイオードパッケージの前記表面から延び該発光ダイオードにより発せられる光を受けるレンズであって、入射する光を屈折させる複数の平面により構成された屈折レンズ部と、前記発光ダイオードにより発せられた光を全内部反射させて前記屈折レンズ部に導くじょうご形状レンズ部と、を含むレンズを準備する工程と、
前記屈折レンズ部の複数の平面のうちの第１の平面であって前記発光ダイオードにより発せられ直接入射する光線に対してほぼ平行に設けられた第１の平面を用いて、前記発光ダイオードにより発せられ前記じょうご形状レンズ部により反射させられた光を前記発光ダイオードパッケージの前記表面にほぼ平行に進むように屈折させる工程と、
前記屈折レンズ部の複数の平面のうちの第２の平面を用いて、前記発光ダイオードにより発せられ直接入射した光を前記表面にほぼ平行に進むように屈折させる工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大まかにいえば発光デバイスに関し、特に側面発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１Ａは、従来のＬＥＤパッケージ１０を示す。ＬＥＤパッケージ１０は、周知なタイプの半球状のレンズ１２を有する。パッケージ１０は、また、ＬＥＤチップ（図示せず）が存在する反射体のカップ（図示せず）を有することができ、この反射体のカップは、ＬＥＤの底面および側面から発せられた光を観測者の方へ反射させる。別のパッケージでは、その他のタイプの反射体が、ＬＥＤチップが発した光を特定の方向に反射させる。
【０００３】
レンズ１２は、ほぼＬＥＤパッケージ１０のパッケージ縦軸１６に沿って照射領域１４を形成する。半球状レンズ１２を用いてＬＥＤパッケージ１０から発せられた光の大部分は、ＬＥＤパッケージ１０から離れるように上方に発せられ、ほんのわずかな部分のみがＬＥＤパッケージ１０の側面から発せられる。
【０００４】
図１Ｂは、パッケージ縦軸２６を有する既知の発光ダイオード（ＬＥＤ）パッケージ３０を示す。ＬＥＤパッケージ３０は、ＬＥＤチップ３８と、平坦かつ垂直な側壁３５を有するレンズ３２と、じょうご形状の上面３７と、を含む。光がパッケージ３０を移動する２つの主要なパスがある。第１の光パスＰ１は、望ましくはチップ３８から発せられた光であり、全内部反射（ＴＩＲ）によって光を縦軸に対してほぼ９０度の角度で側壁３５を通って出射させる表面３７にまで移動する。第２の光パスＰ２は、全内部反射を発生させる角度でチップ３８から側壁３５の方へ発せられる光、または、縦軸に垂直に近くない角度で光をパッケージ３５から出射させる側壁３５からの反射である。このパスは、好ましいものではなく、側面から抽出される光の効率を制限する。
【０００５】
図２は、屈折光ガイド２０の一端に沿って結合された図１の従来のＬＥＤパッケージ１０を示す。ＬＥＤパッケージ１０は、光ガイド２０の端において該光ガイド２０の幅方向に沿って配置されている。ＬＥＤパッケージ１０により発せられた光線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、光ガイド２０の長さ方向に沿って伝播する。図３は、図２の光ガイド２０の幅方向に沿って配置された複数の従来のＬＥＤパッケージ１０を示す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
これら従来のＬＥＤ／光ガイドを結合させたものは、光ガイドを照射するために多数のＬＥＤパッケージ１０を必要とする結果、比較的小さな受光角に起因して結合効率が低くなってしまうので、効率的ではない。光ガイド２０を十分に照射するには、これら従来のＬＥＤパッケージ１０を該光ガイド２０の一面の長さ全体に沿って配置しなければならない。奥行きが浅い反射体および薄い光ガイドに対して効率的に結合するＬＥＤパッケージが必要とされている。これらの２次的な光学要素に対して比較的大きな照射領域を持たせることを可能とするＬＥＤパッケージもまた必要とされている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
側面発光を有する発光デバイスによれば、光ガイドおよび反射器に対して、照射領域を大きくした非常に薄い断面を持たせることができる。
【０００８】
本発明の一実施形態によれば、発光デバイスは、発光ダイオードパッケージを含む。このパッケージは、表面および裏面を有し、上記表面にほぼ垂直な少なくとも第１方向において上記パッケージから離れるように光を発するための発光ダイオードを含む。また、上記パッケージの上記表面から延び、上記ダイオードから光を受けるレンズがある。このレンズは、該レンズから発せられた光の大部分が上記パッケージの上記表面に概して平行となるように、上記第１方向における光を含む上記ダイオードから受けた光を再度導くよう形成されている。
【０００９】
本発明の別の実施形態によれば、発光ダイオードから光を発する方法は、発光ダイオードパッケージから光出力を発生させる工程を含む。このパッケージは、表面および裏面を有し、上記表面にほぼ垂直な少なくとも第１方向において上記パッケージから離れるように光を発する発光ダイオードを含む。この方法は、また、上記パッケージの上記表面から延び、上記第１方向における光を含む上記ダイオードから光を受けるレンズを用いて、上記発光ダイオードからの光を再度導く工程であって、上記レンズが、該レンズから発せられた光の大部分が上記パッケージの上記表面に概して平行となるように光を再度導く工程を含む。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、添付図面とともに以下の詳細な説明を考慮して、十分に理解されよう。
【００１１】
各図における同一の参照符号は、類似したまたは同一の要素を示す。図４は、本発明の一実施形態にかかる側面発光ＬＥＤパッケージ４０の一例を示す。ＬＥＤパッケージ４０は、パッケージ縦軸４３と、ＬＥＤパッケージベース４２と、レンズ４４と、を含む。レンズ４４は、ＬＥＤパッケージベース４２に結合されている。パッケージ縦軸４３は、ＬＥＤパッケージベース４２およびレンズ４４の中央を通過する。図５Ａに示すように、ＬＥＤパッケージベース４２の表面は、光を発生させるＬＥＤチップ５２（発光ｐｎ接合を有する半導体チップ）を支持する。ＬＥＤチップ５２については、反転させた角錐（図示）、立方体、矩形体または半球体をこれらに限定されずに含む任意数の形状のうちの１つとすることができる。ＬＥＤチップ５２は、反射材料に接触しうる、または、反射材料で覆われうる底面を含む。ＬＥＤチップ５２は、すべての側面から発光することができるが、ベース４２は、発せられた光をパッケージの縦軸に沿ってレンズ４４に向かうよう上方に反射させる。このようなパッケージは、従来方式のものであり、チップ５２がパッケージベース４２の表面に存在する放射面反射体（parabolic reflector）を含むことができる。このようなパッケージの１つが、本代理人に委任された米国特許第４,９２０,４０４号に示されており、この特許は、引用により本明細書に含められる。
【００１２】
レンズ４４は、ダイヤモンド旋削（すなわち、このレンズはダイヤモンドビットを有する旋盤により形成される）、射出成形および鋳造のような多数の周知な技術を用いて、個別の部品として製造されうる。レンズ４４は、環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）、リメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ＰＣ／ＰＭＭＡおよびポリエーテルイミド（ＰＥＩ）をこれらに限定されず含む透明材料により形成される。レンズ４４は、１.４５〜１.６の範囲の屈折率（ｎ）、好ましくは１.５３を含むが、用いられる材料に基づいてより高いまたはより低い屈折率を有することができる。あるいは、射出成形（例えば挿入成形（insert molding））および鋳造に限定されずにこれらを含む様々な技術により、ＬＥＤパッケージベース４２およびレンズチップ５２の上に、レンズ４４を形成することができる。
【００１３】
レンズ４４とＬＥＤチップ５２との間には、容積（volume）５４が存在する。
容積５４は、ＬＥＤ５２の汚染を防ぐためにシリコーンを用いて充填され密閉される。また、容積５４は、真空状態とされるか、空気もしくはその他の気体を包含するか、または、樹脂、シリコーン、エポキシ、水、もしくは、容積５４を充填するべく注入することが可能な１.４〜１.６の範囲の屈折率を有する任意の材料に限定されずこれらを含む光学的に透明な樹脂材料により充填されうる。材料を内部に含んだ容積５４は、可視光スペクトルのすべてまたは一部のみが透過できるようにするために、フィルタとして作用するように着色されうる。シリコーンを用いるのであれば、このシリコンを硬質（hard）または軟質（soft）とすることができる。フィルタとして作用するようにレンズ４４をも着色することができる。
【００１４】
レンズ４４は、鋸歯状の屈折部５６と、全内部反射（ＴＩＲ）じょうご部５８と、を含む。鋸歯状部５６は、光がパッケージ縦軸４３に対してできるだけ９０度に近い角度でレンズ４４から出射するように、光を屈折させ曲げるようにデザインされる。鋸歯状部５６における鋸歯状すなわち屈折表面５９は、完全光透過性となっている。所定長さを有する鋸歯状部内には、任意数の鋸歯状の歯を用いることができる。好ましくは、少なくとも１つの鋸歯状の歯が存在する。レンズ４４は、単一の部品として形成されうるし、あるいは、互いに結合された個別の部品として形成されうる。
【００１５】
じょうご部５８は、全内部反射（ＴＩＲ）表面としてデザインされる。このＴＩＲ表面は、光がＬＥＤパッケージ４０のパッケージ縦軸４３に対してできるだけ９０度に近い角度でレンズ４４から出射するように光を反射させる。ＬＥＤチップ５２から発せられる光のほぼ３３％が、レンズ４４のじょうご状部５８のＴＩＲ表面により反射させられる。光がこのＴＩＲ表面を透過するのを防ぐために、金属化層（例えばアルミニウム）をじょうご部５８の上面に配置することができる。紫外線の存在によりＰＣが劣化した際にレンズの劣化を防止するために、じょうご部５８の上面にコーティングまたはフィルム（例えばＵＶ抑制体）を設けることができる。
【００１６】
レンズ４４とＬＥＤパッケージベース４２との間の界面については、室温加硫（Room Temperature Vulcanizing; RTV）またはこれと同等なもののような、任意の周知のシーラント（sealant）を用いて密封することができる。
【００１７】
図５Ｂは、レンズ４４をＬＥＤパッケージベース４２のハウジング４６に結合させる別の様子の断面図を示す。明確化のために、ＬＥＤチップ５２と、ベース４２のその他の特徴とが図示されていない。スナップばめ（snap fitting）、摩擦ばめ、熱かしめ（heat staking）、接着結合および超音波溶接（ultra-sonic welding）に限定されずこれらを含む様々な取付方法により、レンズ４４をＬＥＤパッケージベース４２に取り付けることができる。図５Ｂに示されたレンズ４４の特徴は、個別の部品として形成されたレンズか、または、ＬＥＤパッケージベース４２の上にカプセル化されたレンズのいずれかに適用される。図５Ｃは、図５Ｂのレンズ／ハウジングのクローズアップを示す。表面Ｓは、表面Ｒにスナップばめしうる。表面Ｓは、表面Ｒに密着して摩擦ばめしうる。表面Ｔは、プラスチック溶接（plastic welding）、音波溶接（sonic welding）、線形溶接（linear welding）を含む限定のない様々な方法を用いて、表面Ｔを表面Ｕに溶接することができる。密閉（sealing）または結合（bonding）には、レンズ４４の表面Ｃおよびまたは表面Ｔがハウジング４６の表面Ｒおよびまたは表面Ｕに密閉されるように、様々な組み合わせが考えられる。
【００１８】
図５Ｄは、半球状レンズ１２を用いて従来のＬＥＤパッケージ１０に結合するレンズキャップ５５の断面図を示す。レンズキャップ５５は、光学的接着剤（optical adhesive）により、ＬＥＤパッケージ１０のレンズ１２に取り付けられうる。レンズキャップ５５は、上述したまたは後述するように、レンズ４４の全内部反射（ＴＩＲ）部５６、５８と同一およびまたは類似の方法で動作する同一およびまたは類似の特徴を備えた、鋸歯状部５６および屈折じょうご部５８を含む。
【００１９】
図５Ｅ、図５Ｆおよび図５Ｇは、上記レンズの上面における様々な曲率を有するレンズを通過する光線のトレースを示す。図５Ｅ〜図５Ｇに示された特徴は、射出成形された、鋳造されたまたはその他の方法で形成されたレンズに適用される。ＬＥＤチップ５２（図示せず。ダイ焦点Ｆから発せられた光が示されている）から発せられた光のほぼ３３％は、ＴＩＲ表面Ｉにより反射させられる。図５Ｅは、表面Ｉが、ＴＩＲについての臨界角より大きな角度を維持しつつも光をパッケージ縦軸５３に対して概して９０度の角度でレンズから出射させる曲線により定められる、曲がったじょうご形状部５８を示す。図５Ｆは、表面Ｉが曲げられて２つの線状部となっている曲線じょうご形状部５８を示しており、２つの線状部のそれぞれは、ＴＩＲについての臨界角より大きな角度を維持しつつも光を上記パッケージ縦軸に対して概して９０度の角度でパッケージから出射させる。
図５Ｇは、表面Ｉが、ＴＩＲについての臨界角より大きな角度の直線により定められつつも光を上記パッケージ縦軸に対して概して９０度の角度でパッケージから出射させる、線状じょうご形状部５８を示す。
【００２０】
図５Ｅ〜図５Ｇでは、表面Ｈは、表面Ｉとともに作用して、パッケージ縦軸５３に対して垂直に光を発する。上記ダイに関して表面Ｉにより定められる角度は、概して８０度である。表面Ａ、Ｂ、Ｃ、ＤおよびＥは、入射する光線が、屈折してパッケージ縦軸５３に対してほぼ９０度でレンズから出射するような、表面法線（surface normals）を有する。表面Ｆ、ＧおよびＨは、これらの表面を直接透過する光の量を最小とするために、直接入射する光線に対してほぼ平行となっている。直線Ｎの下にある表面は、パッケージからの光を屈折させる。直線Ｍより上にある表面は、ＴＩＲと屈折との組み合わせにより、光をレンズから出射させるように導く。直線ＭおよびＮは、側面発光を最適化しかつ縦軸方向への発光を最小とするために、互いに近接する必要がある。図５Ｅ〜図５Ｇは、２つの範囲、すなわち、パッケージ縦軸５３からほぼ４５度以上の角度で屈折させる範囲と、パッケージ縦軸５３からほぼ４５度までの角度で全内部反射／屈折をさせる範囲と、を示す。例えば、図５Ｅ〜図５Ｇでは、ほぼ４０度の全内部反射／屈折をさせる範囲が示されている。２つの範囲間における界面は、パッケージ縦軸５３からほぼ４５度となっている。直線Ｍと直線Ｎとの間のよりＸは、レンズからの光を側面から抽出することを最適化するために、最小値に保たれている。直線Ｍを直線Ｎと等しく（すなわちＸ＝０）することができる。
【００２１】
図６は、図４のＬＥＤパッケージからの光の発生の断面を示す。ＬＥＤパッケージ４０のレンズ４４は、ＬＥＤパッケージ４０のパッケージ縦軸６６に概して垂直な放射パターン６２を形成する。図６では、この放射パターン６２は、ＬＥＤパッケージ軸６６にほぼ垂直となっており、相対光強度および分布を示している。照射領域６２は、ＬＥＤパッケージ４０を囲んでおり、概して円板またはドーナツ形状となっている。光学平面６４に対してほぼ平行にレンズ４４から光が発せられている。
【００２２】
側面発光は、図７に示すように、単一ＬＥＤパッケージ４０にあっても、多数の光ガイド７２を照射することを可能としている。例えば、図７Ａは、互いの間に少なくとも１つのＬＥＤパッケージ４０のためのスペースを隔てて、ほぼ端と端とを対向させて配置された２つの平面光ガイドを示す。ＬＥＤパッケージ４０からの光の側面発光によって、光は各光ガイド７２に入射することができる。ＬＥＤパッケージ４０を光ガイド７２の本体に挿入することもできる。様々な形状の光ガイドを用いることができる。光ガイドの長さ方向に沿った側面については、平坦とすることもでき、または、傾斜を付けることもできる。例えば、単一側面発光ＬＥＤパッケージ４０を、円板形状の光ガイド（図示せず）の中央に配置することもできる。ＬＥＤパッケージ４０の側面から３６０度の方向に（すなわち、ＬＥＤパッケージ４０の中央から全方向に対して）光が発せられれば、光は、光ガイド全体（図示せず）を通って屈折および反射させられる。
【００２３】
光ガイドについては、ＰＣまたはＰＭＭＡに限定されずこれらを含む光学的に透過性の材料により形成することができる。光ガイドについては、均一な厚さとすることもでき、または、傾斜を付けることもできる。側面発光によって、２〜８ｍｍの最適な範囲の厚さを有する薄い光ガイドの照射を効果的とすることができる。図７Ｂは、レンズ４４の高さより大きな５.０ｍｍの厚さを有する薄い光ガイドの一例を示す。光ガイド７３の厚さがレンズ４４の高さより大きいので、ＬＥＤパッケージ４０との結合を可能とすべく、光ガイド７３にめくら穴（blind hole）９４を用いることができる。図７Ｂ、図７Ｃおよび図７Ｄにおけるレンズ４４の寸法は、レンズ４４の焦点Ｆから測定される。図７Ｃは、４.５ｍｍの厚さを有し、レンズ４４の高さと等しい光ガイド７５の一例を示す。光ガイド７５の厚さがレンズ４４の高さと等しいので、ＬＥＤパッケージ４０との結合を可能とすべく、光ガイド７５に貫通穴９６を用いることができる。図７Ｄは、図４のＬＥＤからレンズ４４の高さより薄い光ガイドへの側面発光を示す。光ガイド７７の厚さは、レンズ４４の高さより小さいので、ＬＥＤパッケージ４０との結合を可能とするためには、光ガイド７７に貫通穴９６を用いなければならない。
光ガイド７７がレンズ４４の高さより薄くても、ＬＥＤチップ５２から発せられた光の大部分がレンズ４４の側面より発せられるので、ＬＥＤチップ５２から発せられた光の大部分は、依然として光ガイド７７に導かれるであろう。レンズ４４から発せられた光の大部分は、該レンズの中央上部に配置された光ガイド７７の方向に向けられる。例えば、レンズ４４の上面近くの側面から発せられた光は、わずかに下方向に向けられるであろうし、レンズ４４の底面近くの側面から発せられた光は、わずかに上方向に向けられるであろう。光ガイド７７に導かれる光の部分は、レンズ４４に関する光ガイド７７の厚さが小さくなるにつれて、減少する。光ガイド７７については、平坦、矩形、球形、正方形または傾斜が付された形状を含む、限定のない任意の形状とすることができる。
【００２４】
図８は、平坦な光ガイド８２の端部の斜視図を示す。側面発光ＬＥＤパッケージ４０は、ＬＥＤパッケージ４０を光ガイド８２の内部に配置することを可能としている。光ガイド８２の本体には１つ以上の穴８６が形成されており、対応する数のＬＥＤアセンブリが穴８６内に配置される。穴８６は、光ガイド８２において、該光ガイド８２の厚さを貫通する深さに限定されずこの深さを含む、所望の深さにまで形成されている。ＬＥＤパッケージ４０のレンズ４４は、光ガイド８２に接触しなくてもよい。反射コーティングまたはフィルム８４を光ガイド８２の端のうち少なくとも１つの端に配置して、光ガイド８２の内部照度を増加させることができる。
【００２５】
図９Ａは、平坦な光ガイド８２のめくら穴９４に設けられた側面発光ＬＥＤパッケージ４０を示す。めくら穴９４の上部表面９１は、平坦な光ガイド８２の上部表面とほぼ平行となっている。同様の結合効率を有するより薄い光ガイドパッケージを可能とするために、めくら穴９４の上部表面９１を、光を反射させる反射コーティングまたはフィルムで覆うことができる。
【００２６】
図９Ｂは、平坦な光ガイド８２のじょうご形状めくら穴９８に設けられた側面発光ＬＥＤパッケージ４０を示す。じょうご形状めくら穴９８の上部表面９３は、ＬＥＤパッケージ４０におけるレンズ４４のじょうご形状部５８とほぼ平行となっている。同様の結合効率を有するより薄い光ガイドパッケージを可能とするために、めくら穴９８の上部表面９３を、光を反射させるようにコーティングすることができる。めくら穴は、ＬＥＤから発せられた光を光ガイドに再度導くことを助けるべく、平坦、じょうごまたは曲がった面を有することができる。
【００２７】
図９Ｃは、平坦な光ガイド８２のＶ形状のめくら穴９７に設けられた側面発光ダイオード４０を示す。めくら穴９７のＶ形状の上面９９は、ＬＥＤパッケージ４０におけるレンズ４４のじょうご形状部５８とほぼ平行となっている。上記めくら穴は、ＬＥＤから発せられた光を光ガイドに再度導くことを助けるべく、平坦、じょうごまたは曲がった面を有する。同様な結合効率を有するより薄い光ガイドパッケージを可能とするために、めくら穴９７の上部表面９９を、光を反射させるようにコーティングすることができる。
【００２８】
図１０は、平坦な光ガイド８２の貫通穴９６に設けられた側面発光ＬＥＤパッケージ４０を示す。貫通穴９６によって、ＬＥＤパッケージ４０を光ガイド８２とほぼ垂直となるように設けることが可能となる。
【００２９】
図１１は、従来のＬＥＤ／反射器の配置を示す。半球体１２を有するＬＥＤパッケージ１０を奥行きが深い（deep）反射器９２と組み合わせて用いることが知られている。反射器９２の空隙が奥行きが深い形状となっていることにより、ＬＥＤパッケージ１０の半球体レンズ１２から発せられた光はコリメートされる。
この奥行きが深い反射器の空隙は、光を制御するのに必要とされている。
【００３０】
図１２に示すように、従来のＬＥＤパッケージ１０より幅広い領域にわたって光を発するように、奥行きが浅く（shallow）面積の大きな反射器１０２を、側面発光ＬＥＤパッケージ４０と組み合わせて用いることができる。レンズのパッケージ縦軸１１６は、反射器１０２の放射軸１２２とほぼ平行となっている。側面発光によって、反射器１０２の側壁は、従来の反射器９２（図１１）と比べて、その奥行きが浅くなっている。光は、レンズ１４４からＬＥＤパッケージ４０のパッケージ縦軸１１６に概して垂直に発せられる。側面発光ＬＥＤパッケージ４０によれば、従来のＬＥＤに比べて奥行きが浅く面積が大きい反射器を用いて、非常に高い収集効率（collection efficiencies）を実現することができる。奥行きが浅い反射器１０２は、発せられた光を、従来のＬＥＤアセンブリ１０と組み合わせて用いられる幅が狭く奥行きが深い反射器９２よりも幅広い領域にわたってコリメートする。奥行きが狭く面積が大きい反射器１０２については、塊状成形コンパウンド（ＢＫＣ）、ＰＣ、ＰＭＭＡ、ＰＣ／ＰＭＭＡおよびＰＥＩにより形成してもよい。反射器１０２の内部を覆う反射コーティング１２０は、アルミニウム（ＡＬ）、ＮｉＣｒおよびニッケルクロムを限定することなく含む高反射材料を用いて、金属化され、スパッタされまたはこれと同等の方法によりなされる。側面発光ＬＥＤは、奥行きが深いまたは浅い反射器を用いて、従来のＬＥＤ／奥行きが深い反射器の組み合わせよりも、高い収集効率を実現することができる。
【００３１】
本発明の上述した実施形態は、説明を意図したにすぎないものであって限定を意図したものではない。よって、当業者にとって、本発明から逸脱することなく様々な変形および変更を本発明のさらに広い態様において行うことができることは自明であろう。したがって、別記請求項は、本発明の真の思想および範囲内に含まれるようなこのような変形および変更をすべて包含する。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】従来のＬＥＤパッケージを示す図
【図１Ｂ】従来の別のＬＥＤパッケージを示す図
【図２】従来の端部を照射された光ガイドの断面図
【図３】図２の光ガイドの斜視図
【図４】本発明の一実施形態を示す図
【図５Ａ】図４のＬＥＤパッケージの断面図
【図５Ｂ】ＬＥＤパッケージベースのハウジングに結合したレンズの側面図
【図５Ｃ】図５Ｂのレンズ／ハウジングの結合のクローズアップを示す図
【図５Ｄ】ＬＥＤパッケージに結合するレンズカップの側面図
【図５Ｅ】一実施形態のレンズの光線のトレースを示す図
【図５Ｆ】別の実施形態のレンズの光線を示す図
【図５Ｇ】さらに別の実施形態のレンズの光線を示す図
【図６】図４のＬＥＤパッケージからの側面発光を示す図
【図７Ａ】２つの光ガイドに入射する図４のＬＥＤパッケージからの側面発光の断面図
【図７Ｂ】光ガイドに入射する図４のＬＥＤパッケージからの側面発光の断面図
【図７Ｃ】光ガイドに入射する図４のＬＥＤパッケージからの側面発光の断面図
【図７Ｄ】光ガイドに入射する図４のＬＥＤパッケージからの側面発行の断面図
【図８】光ガイドの斜視図
【図９Ａ】光ガイドにおけるめくら穴に設けられた図４のＬＥＤパッケージの断面図
【図９Ｂ】光ガイドにおけるめくら穴に設けられた図４のＬＥＤパッケージの断面図
【図９Ｃ】光ガイドにおけるめくら穴に設けられた図４のＬＥＤパッケージの断面図
【図１０】光ガイドにおける貫通穴に設けられた図４のＬＥＤパッケージの断面図
【図１１】反射器に結合された従来のＬＥＤパッケージを示す図
【図１２】奥行きが浅い反射器と組み合わせた図４のＬＥＤパッケージを示す図
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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