(57)【要約】【課題】比較的遠い前方に向けて狭い指向性を持って光線を正確に放射できる反射型発光ダイオードを提供する。【解決手段】発光ダイオード素子１５は素子マウント側リード１７上に取り付けられ、素子マウント側リード１７は側壁１１ｂの溝に嵌合されて固定され、側壁の上部は溝に嵌合されて固定されている素子マウント側リード１７およびワイヤ接続側リード２１よりも上方に延出し、この上方に延出した側壁の上部に支持体１１の開口部を覆うように透明ガラス板５１が取り付けられ、この透明ガラス板５１と素子マウント側リード１７およびワイヤ接続側リード２１との間には隙間が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部に凹面状の反射面が形成され、この反射面に対向する上部が開口した開口部に連続して側壁が形成される支持体と、
この支持体の反射面の上方の焦点位置を横切って水平に延び、前記側壁に形成された溝に嵌合して固定される素子マウント側リードと、
この素子マウント側リードに隣接して前記支持体の反射面の上方において水平に延び、前記側壁に形成された溝に嵌合して固定されるワイヤ接続側リードと、
前記反射面の焦点位置の前記素子マウント側リード上に搭載された発光ダイオード素子とを備え、
前記支持体の開口部を前記素子マウント側リードおよびワイヤ接続側リードとの間に空隙を設けて封止する光学的に透明な板状封止体を設けたことを特徴とする反射型発光ダイオード。
【請求項２】
前記それぞれのリードは支持体の一方の壁面から他方の壁面に向かって前記開口部を横切るように形成されていることを特徴とする請求項１記載の反射型発光ダイオード。
【請求項３】
前記発光ダイオード素子はそれぞれのリード間に跨って固定されていることを特徴とする請求項２記載の反射型発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード素子から凹面状の反射面に向けて光を出射し、反射面から反射される光線を前方に向けて狭い指向性を持って放射する反射型発光ダイオードに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来技術においては、凹面状の反射面の焦点位置に配設される発光素子を透明ガラス基板の下面に取り付けるとともに、この透明ガラス基板の下面に発光素子への電気的配線である回路パターンを形成し、発光素子が反射面の焦点位置に位置するように発光素子および回路パターンの形成された透明ガラス基板の下面を反射面に対向させるように取り付けている(例えば、特許文献1および２参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１―１４３３６６号公報
【特許文献２】特開平１−２３０２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、透明ガラス基板に発光素子を取り付け、この発光素子を凹面状の反射面の焦点位置に位置するように透明ガラス基板を反射面に対向して取り付ける従来技術において、透明ガラス基板は、反射面を形成している反射部材に接着剤により固着されているが、接着剤が均等に塗布されない場合には、透明ガラス基板が傾く恐れがあり、透明ガラス基板が傾くと、この透明ガラス基板に取り付けられている発光素子が反射面の焦点位置から傾斜したりずれてしまい、発光素子からの光が反射面に向かって所定の光路で出射されず、反射面からの反射光の放射方向がずれ、正確に所定の前方に放射できないという問題がある。
【０００５】
反射面からの反射光の前方放射を例えば侵入検知に使用する場合には、反射面からの前方放射で例えば５００ｍ〜１ｋｍのように遠い前方にあるホトダイオードなどの光検知部を反射光で照射することが要望されているが、上述した従来技術のように、透明ガラス基板に取り付けられた発光素子が反射面の焦点位置から僅かでもずれてしまうと、５００ｍ〜１ｋｍなどのように遠い前方の光検知部に光を正確に照射することは困難となる。
【０００６】
上述した従来技術のように、発光素子の取り付けられた透明ガラス基板を接着剤により固着し、発光素子を反射面の焦点位置にずれることなく正確に設定するには、接着剤を均等に塗布することが必要であるが、接着剤を均等に塗布することは比較的困難であり、発光素子が所定位置からずれたり傾斜しやすいという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、比較的遠い前方に向けて狭い指向性を持って光線を正確に放射できる反射型発光ダイオードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するため、請求項１記載の反射型発光ダイオードは、底部に凹面状の反射面が形成され、この反射面に対向する上部が開口した開口部に連続して側壁が形成される支持体と、この支持体の反射面の上方の焦点位置を横切って水平に延び、前記側壁に形成された溝に嵌合して固定される素子マウント側リードと、この素子マウント側リードに隣接して前記支持体の反射面の上方において水平に延び、前記側壁に形成された溝に嵌合して固定されるワイヤ接続側リードと、前記反射面の焦点位置の前記素子マウント側リード上に搭載された発光ダイオード素子とを備え、前記支持体の開口部を前記素子マウント側リードおよびワイヤ接続側リードとの間に空隙を設けて封止する光学的に透明な板状封止体を設けたことを要旨とする。
【０００９】
請求項１記載の反射型発光ダイオードでは、発光ダイオード素子は素子マウント側リード上に取り付けられ、素子マウント側リードは側壁の溝に嵌合されて固定され、側壁の上部は溝に嵌合されて固定されている素子マウント側リードおよびワイヤ接続側リードよりも上方に延出し、この上方に延出した側壁の上部に支持体の開口部を覆うように板状封止体が取り付けられ、この板状封止体と前記素子マウント側リードおよびワイヤ接続側リードとの間には空隙が形成されているため、素子マウント側リードに取り付けられた発光ダイオード素子は板状封止体などの取り付けの影響を受けることなく、確実に固定され、傾斜したり振動することがなく、発光ダイオード素子から放射され、反射面で反射されて前方に放射される光は、遠い前方の目標位置に正確に達することが可能となる。
【００１０】
また反射型発光ダイオードは、前記反射面と板状封止体との間の空間は、不活性ガスまたは空気が充填されている。これにより、反射面と板状封止体、例えば透明ガラス板との間の空間が不活性ガスまたは空気が充填されているため、指向特性、放射強度、３２角赤色光度、３２角９４０ｎｍ放射強度などの各種特性が優れ、狭い指向特性、強い放射強度をもって遠くの前方まで光を放射することができる。
【００１１】
請求項２記載の反射型発光ダイオードは、前記それぞれのリードは支持体の一方の壁面から他方の壁面に向かって前記開口部を横切るように形成されていることを要旨とする。
【００１２】
請求項３記載の反射型発光ダイオードは、前記発光ダイオード素子はそれぞれのリード間に跨って固定されていることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、発光ダイオード素子は素子マウント側リード上に取り付けられ、素子マウント側リードは側壁の溝に嵌合されて固定され、側壁の上部は溝に嵌合されて固定されている素子マウント側リードおよびワイヤ接続側リードよりも上方に延出し、この上方に延出した側壁の上部に支持体の開口部を覆うように板状封止体が取り付けられ、この板状封止体と前記素子マウント側リードおよびワイヤ接続側リードとの間には空隙が形成されているので、素子マウント側リードに取り付けられた発光ダイオード素子は板状封止体などの取り付けの影響を受けることなく、確実に固定され、傾斜したり振動することがなく、発光ダイオード素子から放射され、反射面で反射されて前方に放射される光は、より遠い前方の目標位置に正確に達することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係わる反射型発光ダイオードを示す断面図である。
【図２】図１に示す反射型発光ダイオードと特性比較を行うために参考として図示される反射型発光ダイオードを示す断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係わる反射型発光ダイオードを示す平面図である。
【図４】図３に示す反射型発光ダイオードの斜視図である。
【図５】図１に示す反射型発光ダイオードの指向特性を示すグラフである。
【図６】図２に示す反射型発光ダイオードの指向特性を示すグラフである。
【図７】図１に示す反射型発光ダイオードの放射強度特性を示すグラフである。
【図８】図２に示す反射型発光ダイオードの放射強度特性を示すグラフである。
【図９】図１に示す反射型発光ダイオードの３２角赤色光度特性を実線で示し、図２に示す反射型発光ダイオードの３２角赤色光度特性を一点鎖線で示すグラフである。
【図１０】図１に示す反射型発光ダイオードの３２角９４０ｎｍ放射強度特性を実線で示し、図２に示す反射型発光ダイオードの３２角９４０ｎｍ放射強度特性を一点鎖線で示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を用いて、本発明を実施するための形態(以下、実施形態と称する)を説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係わる反射型発光ダイオードを示す断面図である。同図に示す反射型発光ダイオード１は、支持体１１の底部に凹面状の反射面１３が形成され、この反射面１３の焦点位置となる上方中央部において発光ダイオード素子１５が素子マウント側リード１７の先端部、すなわち素子マウント側リード１７の中心側先端部の下側に取り付けられ、この発光ダイオード素子１５の光出射面１５ａは、反射面１３に対向するように下方を向いている。従って、発光ダイオード素子１５の光出射面１５ａから出射された光は、下方の反射面１３に当たって反射され、ほぼ平行で指向性のある光線として支持体１１の開口部に取り付けられた板状封止体としての透明ガラス板５１を通って外部に放射される。すなわち、支持体１１の底部に形成された凹面状の反射面に対向する上部は開口し、この開口部に透明ガラス板５１が取り付けられている。
【００１７】
素子マウント側リード１７は、反射面１３の焦点位置となる上方中央部から支持体１１の一方の側壁１１ｂに向けて水平に直線状に延びているが、このように延びた素子マウント側リード１７は、その途中が支持体１１の一方の側壁１１ｂに形成された溝に嵌合されて確実に固定されてから、側壁１１ｂに沿って下方に延び、更に支持体１１の下面に沿うように折曲している。
【００１８】
また、支持体１１の反射面１３の上方中央部寄りの部分、すなわち素子マウント側リード１７の先端部に隣接した近い部分から支持体１１の他方の側壁１１ｃに向けて水平に延びるワイヤ接続側リード２１も同様に、その途中が支持体１１の他方の側壁１１ｃに形成された溝に嵌合されて確実に固定されてから、側壁１１ｃに沿って下方に延び、更に支持体１１の下面に沿うように折曲している。なお、素子マウント側リード１７の先端部の下側に取り付けられた発光ダイオード素子１５とワイヤ接続側リード２１の中心側先端部との間は、ワイヤ６１でボンディングされている。
【００１９】
なお、支持体１１の側壁１１ｂ、１１ｃは、内壁面が反射面１３の周縁部から透明ガラス板５１の取り付けられた開口部の周縁部に向かって真っすぐ立ち上がるように形成されている。側壁１１ｂ、１１ｃの上部は、当該側壁の前記溝に嵌合されて固定されている素子マウント側リード１７およびワイヤ接続側リード２１よりも上方に延出し、この上方に延出した側壁１１ｂ、１１ｃの上部に支持体１１の開口部を覆うように透明ガラス板５１が取り付けられ、この透明ガラス板５１と素子マウント側リード１７およびワイヤ接続側リード２１との間には隙間が形成されている。なお、反射面１３と透明ガラス板５１との間の空間は、不活性ガスまたは空気が充填されている。
【００２０】
図２に示す反射型発光ダイオード１００は、図１に示す本実施形態の反射型発光ダイオード１と特性比較を行うために参考として図示するものである。この参考となる反射型発光ダイオード１００は、図１に示す反射型発光ダイオード１において透明ガラス板５１を取り除くとともに、反射面１３とその開口部１１ａとの間に樹脂を充填した点が異なるものであり、その他の構造は図１の反射型発光ダイオード１と同じであり、同じ構成要素には同じ符号を付している。
【００２１】
図３および図４は、本発明の他の実施形態に係わる反射型発光ダイオードを示す平面図および斜視図である。両図に示す反射型発光ダイオードは、素子マウント側リード７１およびワイヤ接続側リード７３の形状が図１に示す反射型発光ダイオード１の素子マウント側リード１７およびワイヤ接続側リード２１と異なり、この素子マウント側リード７１およびワイヤ接続側リード７３は、反射面１３の上方中央部の反射面１３の焦点位置に位置する発光ダイオード素子７５が取り付けられている中央部から上下の両方向に延出し、この上下両方向に延出したそれぞれ２本の延出部が支持体１１の上下の側壁１１ｄ、１１ｅに形成された溝に嵌合されて確実に固定されてから、各側壁に沿って下方に延び、更に支持体１１の下面に沿うように折曲している。
【００２２】
このように素子マウント側リード７１およびワイヤ接続側リード７３のそれぞれの上下両方向に延出したそれぞれ２本の延出部が上下の側壁１１ｄ、１１ｅに形成された溝に嵌合されて固定されることにより、素子マウント側リード７１およびワイヤ接続側リード７３が確実に固定されるので、この素子マウント側リード７１およびワイヤ接続側リード７３の中央部に取り付けられた発光ダイオード素子７５が傾いたり揺るぐことがなく、反射面１３の焦点位置に正確かつ確実に取り付けられることになる。このように発光ダイオード素子７５が正確かつ確実に取り付けられることにより、反射型発光ダイオードから前方に放射される光は、遠い前方の目標位置に正確に達することが可能となる。
【００２３】
なお、図３および図４では、省略されているが、支持体１１の底部に形成された凹面状の反射面に対向する開口部には透明ガラス板が取り付けられていることは、図１の反射型発光ダイオード１と同じであるが、図の簡単化のため、省略されている。また、各側壁の上部は、当該側壁の溝に嵌合されて固定されている素子マウント側リード７１およびワイヤ接続側リード７３よりも上方に延出し、この上方に延出した側壁の上部に支持体１１の開口部を覆うように取り付けられた透明ガラス板と素子マウント側リード７１およびワイヤ接続側リード７３との間には隙間が形成されていることも図１と同じである。更に、反射面１３と透明ガラス板との間の空間は、不活性ガスまたは空気が充填されているものである。
【００２４】
次に、図１に示した反射型発光ダイオード１について更に説明する。図１において、発光ダイオード素子１５の光出射面１５ａから出射された光は、下方の反射面１３に当たって反射され、ほぼ平行で指向性のある光線として支持体１１の開口部に取り付けられた透明ガラス板５１を通過して前方に放射されるが、この反射型発光ダイオード１からの光線は、狭い指向性をもって前方に放射されるため、例えば前方の５００ｍ〜１ｋｍ先の所にあるホトダイオードなどの光検知部に対してもずれることなく、当たることができ、侵入検知システムに最適なものである。
【００２５】
このように狭い指向性をもって前方に光を放射する反射型発光ダイオード１において、発光ダイオード素子１５は、凹面状の反射面１３の焦点位置に正確に取り付けることが重要であるが、本実施形態の反射型発光ダイオード１においては、発光ダイオード素子１５は、素子マウント側リード１７の先端部に取り付けられ、この素子マウント側リード１７は、その途中が支持体１１の一方の側壁１１ｂに形成された溝に嵌合されて確実に固定されるということにより常に同じ状態で堅固に固定されることに加えて、更に側壁に沿って下方に延び、更に支持体１１の下面に沿うように折曲するというように、素子マウント側リード１７は、支持体１１の周囲に沿って確実に固定されるものであり、このような固定方法により発光ダイオード素子１５が反射面１３の焦点位置からずれたり揺らぐことがない。
【００２６】
なお、反射面１３の対向する開口部１１ａの上に透明ガラス板５１を取り付けるとともに、この透明ガラス板５１と反射面１３との間の空間に不活性ガスまたは空気を充填することにより、反射型発光ダイオード１の指向特性、放射強度、３２角赤色光度、３２角９４０ｎｍ放射強度などの各種特性が著しく向上するものであり、この各特性については、図２に示した反射型発光ダイオード１００と比較しながら、次に示す図５〜図１２を参照して説明するが、このように各種特性を向上する本実施形態の反射型発光ダイオードの透明ガラス板５１は、本実施形態の反射型発光ダイオード１では開口部１１ａの上端に素子マウント側リード１７およびワイヤ接続側リード２１から隙間をあけて取り付けられ、この透明ガラス板５１の取り付けにより反射面１３の焦点位置に取り付けられる発光ダイオード素子１５の位置がずれることはない。
【００２７】
次に、図５以降を参照して、本実施形態の反射型発光ダイオード１の各種特性について図２に示す反射型発光ダイオード１００と比較しながら説明する。
【００２８】
図５は、本実施形態の反射型発光ダイオード１の指向特性を示すグラフである。この反射型発光ダイオード１の指向特性は、３２ｍｍ角の透明ガラス板５１、８５０ｎｍ、４２ｍｉｌのサイズの発光ダイオード素子１５を使用した反射型発光ダイオード１について測定したものであるが、同グラフから分かるように、本実施形態の反射型発光ダイオード１の指向特性は、±３．３゜とかなり狭く、遠方まで狭い指向性をもって光を放射することができる。
【００２９】
図６は、図５に示す本実施形態の反射型発光ダイオード１の特性と比較するために示す、図２に示す反射型発光ダイオード１００の指向特性を示すグラフである。この反射型発光ダイオード１００の指向特性は、図５の場合と同じ条件で測定したものであるが、同グラフから反射型発光ダイオード１００の指向特性は、±４．５゜となり、図５に示した本実施形態の反射型発光ダイオード１に比較して、約±１．２゜広いものであった。すなわち、本実施形態の反射型発光ダイオード１は、図２に示す反射型発光ダイオード１００に比較して、指向特性が約±１．２゜狭く、優れていることが分かった。
【００３０】
図７は、本実施形態の反射型発光ダイオード１の放射強度特性を示すグラフである。この反射型発光ダイオード１の放射強度特性は、３２ｍｍ角の透明ガラス板５１、８５０ｎｍ、４２ｍｉｌのサイズの発光ダイオード素子１５を使用した反射型発光ダイオード１について測定したものであるが、同グラフから分かるように、本実施形態の反射型発光ダイオード１の放射強度特性は、１０５４３ｍｗ/ｓｒとかなり強く、強い放射強度の光を放射することができる。
【００３１】
図８は、図７に示す本実施形態の反射型発光ダイオード１の特性と比較するために示す、図２に示す反射型発光ダイオード１００の放射強度特性を示すグラフである。この反射型発光ダイオード１００の放射強度特性は、図７の場合と同じ条件で測定したものであるが、同グラフから反射型発光ダイオード１００の放射強度特性は、７６６１ｍｗ/ｓｒとなり、図７に示した本実施形態の反射型発光ダイオード１に比較して、約３８％小さいものであった。すなわち、本実施形態の反射型発光ダイオード１は、図２に示す反射型発光ダイオード１００に比較して、放射強度が約３８％大きいことが分かった。
【００３２】
図９は、図１に示す反射型発光ダイオードの３２角赤色光度特性を実線で示し、図２に示す反射型発光ダイオードの３２角赤色光度特性を一点鎖線で示すグラフである。実線で示す本実施形態の反射型発光ダイオード１の３２角赤色光度特性は、２０ｍｉｌのサイズの発光ダイオード素子１５を使用した反射型発光ダイオード１について測定したものであるが、同グラフから分かるように、本実施形態の反射型発光ダイオード１の３２角赤色光度特性は、１１９０ｃｄとかなり強く、強い３２角赤色光度の光を放射することができる。
【００３３】
これに対し、図９に示す一点鎖線は、本実施形態の反射型発光ダイオード１の特性と比較するために示す、図２に示す反射型発光ダイオード１００の３２角赤色光度特性を示すグラフである。この反射型発光ダイオード１００の３２角赤色光度特性は、図９に示す実線の場合と同じ条件で測定したものであるが、同グラフから反射型発光ダイオード１００の３２角赤色光度特性は、７６８ｃｄとなり、図１に示した本実施形態の反射型発光ダイオード１に比較して、約５５％低いものであった。すなわち、本実施形態の反射型発光ダイオード１は、図２に示す反射型発光ダイオード１００に比較して、３２角赤色光度が約５５％高くなることが分かった。
【００３４】
図１０は、図１に示す反射型発光ダイオードの３２角９４０ｎｍ放射強度特性を実線で示し、図２に示す反射型発光ダイオードの３２角９４０ｎｍ放射強度特性を一点鎖線で示すグラフである。実線で示す本実施形態の反射型発光ダイオード１の３２角９４０ｎｍ放射強度特性は、１４ｍｉｌのサイズの発光ダイオード素子１５を使用した反射型発光ダイオード１について測定したものであるが、同グラフから分かるように、本実施形態の反射型発光ダイオード１の３２角９４０ｎｍ放射強度特性は、３３３３ｍｗ/ｓｒとかなり大きく、大きな３２角９４０ｎｍ放射強度の光を放射することができる。
【００３５】
これに対し、図１０に示す一点鎖線は、本実施形態の反射型発光ダイオード１の特性と比較するために示す、図２に示す反射型発光ダイオード１００の３２角９４０ｎｍ放射強度特性を示すグラフである。この反射型発光ダイオード１００の３２角９４０ｎｍ放射強度特性は、図１０に示す実線の場合と同じ条件で測定したものであるが、同グラフから反射型発光ダイオード１００の３２角９４０ｎｍ放射強度特性は、１７０４ｍｗ/ｓｒとなり、本実施形態の反射型発光ダイオード１に比較して、約４９％低いものであった。すなわち、本実施形態の反射型発光ダイオード１は、図２に示す反射型発光ダイオード１００に比較して、３２角９４０ｎｍ放射強度が約４９％高くなることが分かった。
【符号の説明】
【００３６】
１  反射型発光ダイオード
１１  支持体
１１ａ  開口部
１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ  側壁
１３  反射面
１５、７５  発光ダイオード素子
１５ａ  光出射面
１７、７１  素子マウント側リード
２１、７３  ワイヤ接続側リード
５１  透明ガラス板
【図１】
2012142389.tif 000003
【図２】
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【図３】
2012142389.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012142389.tif 000009
【図８】
2012142389.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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