(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレームが固着されたＬＥＤ素子を凹形反射板に対面して配置し、前記ＬＥＤ素子が発光する光を前記凹形反射板で反射させる反射形ＬＥＤ素子と、
該反射形ＬＥＤ素子を表面に複数個配列させ、反射形ＬＥＤ素子の列と列の間に長溝を設けた第１のＬＥＤユニット基板層と、
該第１のＬＥＤユニット基板層の下部に配置され、複数個の反射形ＬＥＤ素子が前記長溝からのぞくように配列された第２のＬＥＤユニット基板層とからなる２層構造の反射形ＬＥＤ照明装置であって、
前記リードフレームは前記第１および第２のＬＥＤユニット基板層をスルーホールに挿通され、前記第１および第２のＬＥＤユニット基板層の裏面であって前記反射形ＬＥＤ素子を配置した位置の反対側位置に電流供給用パターンを設けたことを特徴とする２層構造の反射形ＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記反射形ＬＥＤ素子は複数個の赤外ＬＥＤ素子により構成したことを特徴とする請求項１記載の２層構造の反射形ＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に複数個の反射形ＬＥＤ素子を整列させて面光源を構成した反射形ＬＥＤ照明装置、さらに詳しくいえば、基板上に搭載する反射形ＬＥＤ素子の集積密度の増大を考慮した反射形ＬＥＤ照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発光ダイオード素子が発する光を有効に外部に放射するために素子の周辺に反射面を設けた構造の発光ダイオード（砲弾タイプの発光ダイオードという）が従来より存在する。
この砲弾タイプの発光ダイオードは集積率が低く、形状が大きいことから複数の素子を使って面光源を作るには適さない。
そこで、発光ダイオード素子の発光効率をさらに高めるために直接光を外部には放射せず、反射光のみを外部に放射する反射形発光ダイオードが提案されている（特開平１−２０５４８０）。
【０００３】
図４に反射形ＬＥＤ素子の構造を示す。
リードフレーム４９の端部に赤外ＬＥＤ素子５０が固着され、赤外ＬＥＤ素子５０とリードフレーム４８の間にワイヤボンディングが施され、リードフレーム４８，４９より所定電流が供給される。赤外ＬＥＤ素子５０の放射面に対面して凹形反射板５３が配置され、この凹形反射板５３で反射した赤外領域の光５２が赤外透過フィルタ機能を有するガラス板５１を透過して前面方向（外部）に放射されるようになっている。
リードフレーム４８，４９およびダミーリードフレーム４４，４５は、反射形ＬＥＤ素子の側面から外に延出した構造となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図５は、図４の反射形ＬＥＤ素子を基板に搭載して構成される面光源の一例を示す図である。
（ａ）の側面図において、基板５６には長溝５４が設けられ、その外側にリードフレーム４４，４５，４８および４９を挿通するためのスルーホール５６ａ，５６ｂ・・・が形成されている。反射形ＬＥＤ素子４３を基板に取り付けたとき、凹型反射板５３が長溝５４に嵌合し、赤外ＬＥＤ素子５０が放射する熱をこの長溝５４より放出するように構成されている。
【０００５】
このように基板に搭載した反射形ＬＥＤ素子４３が（ｂ）に示すようにｙ方向に多数配列され、さらにｘ方向にも多数配列されることにより面光源が構成される。
反射形ＬＥＤ素子４３の間には回路パターン５５が設けられ、さらにリードフレーム４４，４５，４８および４９用のスルーホールが設けられているため、反射形ＬＥＤ素子４３のｘ方向の配列には、各素子間に所定の間隔を確保しなければならない。
例えば、横方向の長さが１１．０ｍｍの反射形ＬＥＤ素子４３を並べた場合には、素子と素子との間隔を約５ｍｍ程度確保することとなる。
【０００６】
そのため反射形ＬＥＤ素子４３を基板上に配列した場合には、ｙ方向に高密度に配列できても、ｘ方向には各反射形ＬＥＤ素子間に光量に寄与しないスペースが生じるため、面光源の面積を拡大することなく面光源の発光量を増大させることはできない。
本発明の課題は、ｘ方向にも高密度に反射形ＬＥＤ素子を配列することにより、全体の面積を拡大することなく赤外光の全発光量を増大させることができる２層構造の反射形ＬＥＤ照明装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明による２層構造の反射形照明装置は、リードフレームが固着されたＬＥＤ素子を凹形反射板に対面して配置し、前記ＬＥＤ素子が発光する光を前記凹形反射板で反射させる反射形ＬＥＤ素子と、該反射形ＬＥＤ素子を表面に複数個配列させ、反射形ＬＥＤ素子の列と列の間に長溝を設けた第１のＬＥＤユニット基板層と、該第１のＬＥＤユニット基板層の下部に配置され、複数個の反射形ＬＥＤ素子が前記長溝からのぞくように配列された第２のＬＥＤユニット基板層とからなる２層構造の反射形ＬＥＤ照明装置であって、前記リードフレームは前記第１および第２のＬＥＤユニット基板層をスルーホールに挿通され、前記第１および第２のＬＥＤユニット基板層の裏面であって前記反射形ＬＥＤ素子を配置した位置の反対側位置に電流供給用パターンを設けて構成してある。
また、本発明は上記構成において、前記反射形ＬＥＤ素子は複数個の赤外ＬＥＤ素子により構成してある。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。
図１は、本発明による２層構造の反射形ＬＥＤ照明装置の実施の形態を示す図である。
反射形ＬＥＤ照明装置は、第１のＬＥＤユニット基板層２と第２のＬＥＤユニット基板層３より構成されている。
第１のＬＥＤユニット基板層２の基板４には多数の長溝４ａ〜４ｎが設けられ、各長溝を挟んで反射形ＬＥＤ素子１が縦方向に多数配列されている。
【０００９】
第２のＬＥＤユニット基板層３の基板５にも上記長溝４ａ〜４ｎに対応する位置に縦方向に多数の反射形ＬＥＤ素子８が配列されている。
各反射形ＬＥＤ素子１，８のリードフレームは、スルーホールに挿通され、基板裏面に設けられているランド１１，１２にハンダ付けされている。
基板４，５の裏面であって、反射形ＬＥＤ素子１，８の凹形反射板の裏側位置に回路パターン６，７が設けられている。各回路パターン６，７はランド１１，１２に接続されており、各回路パターン６，７より各反射形ＬＥＤ素子１，８に電流が供給される。
【００１０】
第１のＬＥＤユニット基板層２のＡ列とＢ列の間の長溝４ａには第２のＬＥＤユニット基板層３のＡ’列の反射形ＬＥＤ素子８の赤外光フィルタ機能を有するガラス板８ａのみが上にのぞき、Ａ’列の反射形ＬＥＤ素子８の赤外光が上部に放射される。同様に各長溝からＢ’列，Ｃ’列・・・の反射形ＬＥＤ素子８のガラス板８ａがのぞき、赤外光が上部に放射される。
【００１１】
ｘ方向では、第１のＬＥＤユニット基板層２のＡ列の反射形ＬＥＤ素子１のリードフレーム９と、第２のＬＥＤユニット基板層３のＡ’列の反射形ＬＥＤ素子８のリードフレーム１０はそれぞれのランド位置が非常に接近した位置関係となっているが、ｚ方向に注目すると、リードフレーム９は基板４のランド１１に、リードフレーム１０は基板５のランド１２にそれぞれハンダ付けされるので、接触することはない。
したがって、ｘ方向に反射形ＬＥＤ素子の集積密度を高めることができ、全体の面積を変えることなく赤外光の全発光量の増大を図ることができる。
【００１２】
図２は、図１に用いる反射形ＬＥＤ素子の構造を説明するための図で、（ａ）は内部構造を示す正面断面図，（ｂ）は凹形反射面を省略してリードフレーム付近を示す底面図である。
第１のリードフレーム２３の先端に第１の赤外ＬＥＤ素子１５が、第４のリードフレーム２６の先端に第２の赤外ＬＥＤ素子１６がそれぞれ搭載されている。第１の赤外ＬＥＤ素子１５と第３のリードフレーム２５の先端の間にワイヤ２１がボンディングされ、第２の赤外ＬＥＤ素子１６と第２のリードフレーム２４の先端の間にワイヤ２０がボンディングされている。
第１と第２の赤外ＬＥＤ素子１５および１６は、凹形反射板１９の焦点面２７であって、その中心２８を挟んだ対角線上に配置されることになる。
【００１３】
第１および第２の赤外ＬＥＤ素子１５および１６から発せられる赤外光は、凹形反射板１９で反射され、赤外透過フィルタ機能を有するガラス板１７を透過して外部に出射される。赤外光は例えば８度の照射角度で放射される。
反射形ＬＥＤ素子は赤外ＬＥＤ素子１個を内蔵したもの以外に、図２に示すように２個内蔵したものを搭載すると、さらに１．５〜１．７倍の光量増大となる。
【００１４】
図３は、本発明による２層構造の反射形ＬＥＤ照明装置の使用例を示す移動体認識システム（車両認識装置）の概略図である。
道路３６の上に門柱４０による装置支持部４２を設け、装置支持部４２の中央に高精細カメラ３９が、その両側に本発明によるリード端子を底面に設けた反射形ＬＥＤ素子を搭載した反射形ＬＥＤ照明装置３７および３８がそれぞれ配置されている。門柱４０の下部には高精細画像処理ボードを内蔵した旅行時間計測端末装置４１が取り付けられている。
【００１５】
旅行時間計測端末装置４１の制御の下に、高精細カメラ３９ならびに反射形ＬＥＤ照明装置３７および３８が制御され、車両３５を検知すると赤外光が照射され車両３５の画像が高精細カメラ３９に取り込まれる。
この車両認識装置は旅行時間計測端末装置４１によって通過する車両を認識し、つぎに設置されている車両認識装置の旅行時間計測端末装置でさらに通過車両を認識することによって、特定された車両の所要時間などの情報を得るものである。
【００１６】
反射形ＬＥＤ照射装置は、ストロボ装置に比較し、照射すべき範囲の指向特性のエッジは鋭く、しかも照射範囲はフラットな配光特性を有しているので、発光効率は良好で、所定距離離れた被写体面に対して撮影するのに十分な明るさ（輝度）を与えることができるという特徴を備えている。さらに極めて短い時間、例えば１／３０〜１／１５秒間隔で連続して照射することができるという特性を有している。このようにストロボ装置に対し配光特性はフラットな特性を有しているが、本発明によれば、２層構造にして反射形ＬＥＤ素子の集積密度を上げているので、装置の発光面を拡大することなく、さらに発光量を増大させた良好な配光特性を有する反射形ＬＥＤ照明装置を得ることができる。
高精細カメラ３９にはナンバプレートなどが識別できる画像品質で車両３５の静止画像が撮り込まれる。つぎの撮影準備は１／１５〜１／３０秒間隔で行えるので、他の車両が追走してきても上記時間間隔以上であれば撮影可能である。
【００１７】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明は、リードフレームが固着されたＬＥＤ素子を凹形反射板に対面して配置し、ＬＥＤ素子が発光する光を前記凹形反射板で反射させる反射形ＬＥＤ素子と、反射形ＬＥＤ素子を表面に複数個配列させ、反射形ＬＥＤ素子の列と列の間に長溝を設けた第１のＬＥＤユニット基板層と、第１のＬＥＤユニット基板層の下部に配置され、複数個の反射形ＬＥＤ素子が前記長溝からのぞくように配列された第２のＬＥＤユニット基板層とからなる２層構造の反射形ＬＥＤ照明装置であって、リードフレームは前記第１および第２のＬＥＤユニット基板層をスルーホールに挿通され、第１および第２のＬＥＤユニット基板層の裏面であって反射形ＬＥＤ素子を配置した位置の反対側位置に電流供給用パターンを設けて構成したものである。
したがって、本発明によれば、面光源の寸法を拡大することなく、発光量を増大させることができ、高画質な画像の取り込みに適した車両認識装置などの赤外照明装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による２層構造の反射形ＬＥＤ照明装置の実施の形態を示す図である。
【図２】図１に用いる反射形ＬＥＤ素子の構造を説明するための図で、（ａ）は内部構造を示す正面断面図，（ｂ）は凹形反射面を省略してリードフレーム付近を示す底面図である。
【図３】本発明による２層構造の反射形ＬＥＤ照明装置を用いた移動体認識システムの一例を示す概略図である。
【図４】反射形ＬＥＤ素子の構造を示す図である。
【図５】図４の反射形ＬＥＤ素子を基板に搭載した状態を示す図で、（ａ）は側面図，（ｂ）は平面図である。
【符号の説明】
１，８，４３…反射形ＬＥＤ素子
２…第１のＬＥＤユニット基板層
３…第２のＬＥＤユニット基板層
４，５…基板
４ａ〜４ｎ，５４…長溝
６，７…回路パターン
９，１０，４８，４９…リードフレーム
１１，１２…ランド
１５…第１の赤外ＬＥＤ素子
１６…第２の赤外ＬＥＤ素子
１７…ガラス板
１８…赤外領域の光
１９…凹形反射板
２０，２１…ワイヤ
２３…第１のリードフレーム
２４…第２のリードフレーム
２５…第３のリードフレーム
２６…第４のリードフレーム
２７…焦点面
２８…中心
３５…車両
３６…道路
３７，３８…反射形ＬＥＤ照明装置
３９…高精細カメラ
４０…門柱
４１…旅行時間計測端末装置
４２…装置支持部
４４，４５…ダミーリードフレーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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