專利名稱：發(fā)光二極管、led燈及燈具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種搭載發(fā)光元件(下面也稱為LED芯片)的封裝樹脂(下面也稱為發(fā)光二極管或LED)、將該發(fā)光二極管用作光源的LED燈(下面也稱為發(fā)光器)、及使用這種LED燈并適用于汽車的尾燈或剎車燈等的燈具。
背景技術(shù)：
隨著發(fā)光元件的高亮度化，在汽車的尾燈等中多使用將LED作為光源的LED燈。LED的光譜清晰(sharp)，識別性好。另外，因為響應(yīng)速度快，所以向后續(xù)車的信號傳遞速度快，在高速行駛中，對縮短靜止距離有顯著效果。并且，因為LED本身為單色光源，所以不必象白熾燈泡那樣濾去必要色以外的光，作為單色光源，效率高，節(jié)能。
圖103中示出這種LED燈的一例。如圖103所示，該LED燈1000將由透明環(huán)氧樹脂1050把發(fā)光元件1020密封成凸透鏡形的透鏡型LED1010用作光源。透鏡型LED1010在一對導(dǎo)線1030a、1030b中的導(dǎo)線1030a上安裝發(fā)光元件1020，并用引線1040接合發(fā)光元件1020與導(dǎo)線1030b，用透明環(huán)氧樹脂1050把整體密封成凸透鏡形。另外，由旋轉(zhuǎn)拋物面形的反射鏡1060覆蓋透鏡型LED1010的周圍，在上方中央部形成菲涅爾透鏡1070。在以上結(jié)構(gòu)中，從透鏡型LED1010輻射出的光被反射鏡1060反射，或被菲涅爾透鏡1070聚光，全部向上方大致平行地射出。之后，由設(shè)置在樹脂透鏡1090下面的凹凸界面擴散后透過樹脂透鏡1090的光作為車載用后燈標準的具有約20度擴散度的輻射光被輻射到外部。
另一方面，在要進一步提高發(fā)光元件輸出的今天，需要由少的發(fā)光元件來覆蓋所定面積的發(fā)光區(qū)域。這是為了減少零件數(shù)量，并削減零件安裝的工時。
但是，在上述LED燈1000中，若用1個發(fā)光元件覆蓋較大面積，則形狀以相似形變大，面積方向上變大，同時，厚度方向上也變厚。另外，若勉強變薄，則降低美觀。因此，存在不能成為作為LED特長的薄型光源的問題。并且，因為不能控制從發(fā)光元件1020至反射鏡1060或菲涅爾透鏡1070的光，不能輻射到外部，所以在外部輻射效率上也有問題。
作為解決該課題的手段，例如有特開2001～93312號公報中公開的LED燈。
圖104表示該公報中公開的LED燈，(a)是以光源為中心的縱向截面圖，(b)是表示LED燈的結(jié)構(gòu)的局部立體圖。在該LED燈中，具備光源1100；具有拋物線反射面1110a的第1反射面1110，其配置在與光源1100對向的中心軸上的位置上，反射從光源1100輻射的光，作為與光源1100的中心軸X大致正交的Y方向的光；和具備多個小反射面1120a的第2反射面1120，其以第1反射面1110為中心，配置在其周圍，反射由第1反射面1110反射的光，變?yōu)橹行妮SX方向的光。在這種構(gòu)成中，從光源1100輻射的光由第1反射面1110的拋物線反射面1110a反射到Y(jié)方向，該反射光由第2反射面1120的小反射面1120a反射到中心軸X方向上，從而可以在所定面積輻射具有所定輻射角度的車輛用信號光。
但是，在該LED燈中，因為將第1反射面1110配置在光源1100的正上方，所以從光源1100直接射出的光被第1反射面1110妨礙而不會沿垂直方向照射，因此存在中心產(chǎn)生暗部的問題。
另一方面，作為解決這種問題的手段，例如有國際公開第99/09349號公開的LED燈。
圖105表示該公報中記載的LED燈，(a)表示以光源為中心的縱向截面圖，(b)表示(a)的K～K部的截面圖。在該LED燈中，具有光源1620，其將發(fā)光元件1600作為發(fā)光源，配有圓頂部1610和基座部1610A；透鏡要素1740，其由入射面1630、第1反射區(qū)域1640、第1反射面1640A、直接傳導(dǎo)區(qū)域1650、第2反射區(qū)域1660、照射面1670、邊緣1680和1690、接線柱1720和1730構(gòu)成；和將枕式(pillow)透鏡1750A形成陣列狀的光學(xué)要素1750，在透鏡要素1740的第2反射區(qū)域1660中，在第1反射區(qū)域1640的周圍360度內(nèi)形成抽取面1660A和逐級下降部(step downs)1660B的組。另外，如(b)所示，光源1620通過使基座部1610A的凹部1620A和1620B與透鏡要素1740的接線柱1720和1730結(jié)合，將圓頂部1610定位在第1反射區(qū)域1640的中心。
在這種構(gòu)成中，若從光源1620輻射光，則得到在第1反射面1640A中沿與光源1620的中心軸方向正交的方向反射、另外在抽取面1660A中向中心軸方向反射后從照射面1670射出的光A；和從光源1620透過直接傳導(dǎo)區(qū)域1650后沿中心軸方向輻射的光B，向光學(xué)要素1750入射照射范圍擴大后的光。
但是，根據(jù)上述公報記載的LED燈，因為具有使來自光源1620的輻射光聚光到中心軸上的圓頂部1610，所以存在厚度變大的問題。
另外，因為難以使透鏡要素1740的中心軸與光源1620的中心軸完全一致來組裝，所以容易引起錯位，容易導(dǎo)致全部方向的亮度不均勻。即，因為單獨形成并定位光源1620與透鏡要素1740，所以若光源1620的中心軸對透鏡要素1740的第1反射區(qū)域1640的位置精度低，則由第1反射區(qū)域1640反射到全反射方向的反射光的光量變得不均勻，在LED燈的表面中產(chǎn)生明暗(亮度差)。尤其是在向上方輻射光源1620的射出光的大部分的聚光度高的光學(xué)系統(tǒng)的情況下，光源1620自身的配光差異、或相對上述透鏡要素1740與光源1620的中心軸向垂直方向錯位引起的光學(xué)特性的差異造成的亮度差變得明顯。即，在上述LED燈中，因為來自發(fā)光元件1600的發(fā)光由圓頂部1610聚光后輻射，所以即使發(fā)光元件1600的中心軸與圓頂部1610的中心軸僅稍稍錯位，都會在從圓頂部1610聚光輻射的光的配光中產(chǎn)生大的差異。這樣，在光源1620的結(jié)構(gòu)本身存在易產(chǎn)生配光特性差異的課題，并且如上所述，由于作為個體的透鏡要素1740的安裝時的錯位，由第1反射區(qū)域1640反射到全反射方向的反射光的光量變得不均勻的課題加重。
另外，還存在不能由圓頂部1610聚光到中心軸上的側(cè)向光的光利用率低、不能增大照射面積等問題。即，從光源1620向水平面方向(X方向)放出的光不能由第2反射區(qū)域1660反射，另外，在第1反射區(qū)域1640和第2反射區(qū)域1660任一中都未被反射的光未被輻射到Z方向，所以存在光效率差的課題。
另外，在上述LED燈中，如上所述，因為光源1620與透鏡要素1740為個體，所以從光源1620輻射的光一旦通過空氣層后，則入射到透鏡要素1740的入射面1630，所以在中途的空氣層或界面產(chǎn)生光損耗，光源1620與透鏡要素1740的界面上有污垢，進一步導(dǎo)致光的損耗。并且，因為是個體，所以在產(chǎn)生物理沖擊的情況下，易引起錯位，不能成立使發(fā)光元件與反射鏡接近的光學(xué)系統(tǒng)。另外，還存在零件個數(shù)或組裝工序數(shù)增加、或組裝精度差異變大等問題。
另外，上述多個問題也直接存在于特開2001～93312號公報中公開的LED燈中。
因此，即使使用多個這種LED燈來制作例如構(gòu)成汽車的剎車燈一體型尾燈的燈具，也由于上述問題而不能產(chǎn)生光源本來的亮度，作為整體變暗，美觀的自由度缺乏。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種全部方向的亮度均勻、得到高的外部輻射效率的發(fā)光二極管、LED燈及能有利利用從光源輻射的光的高亮度燈具，解決上述問題，并產(chǎn)生作為LED優(yōu)點的薄型，同時可以美觀地以1個發(fā)光元件形成大面積的輻射面積。
另外，本發(fā)明的另一目的在于提供一種薄型、高效率、不使效率降低而可以對應(yīng)于不同形狀、可以沿傾斜配置、得到高的外部輻射效率的發(fā)光器。
另外，本發(fā)明的再一目的在于提供一種使用能以盡量寬的角度輻射光而不會妨礙光源本來的亮度的發(fā)光器的燈具。
另外，本發(fā)明的又一目的在于提供一種薄型、高效率、美觀的自由度大、燈具整體的亮度均勻、能形成閃光的自然圖象的燈具。
為了解決上述問題，本發(fā)明的發(fā)光二極管的特征在于，具有安裝在電源提供零件上的發(fā)光元件；密封該發(fā)光元件的由透光性材料構(gòu)成的密封零件；反射面，其相對向于所述發(fā)光元件的發(fā)光面?zhèn)?，向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向反射所述發(fā)光元件發(fā)出的光；和側(cè)面輻射面，該側(cè)面輻射面從側(cè)面向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向輻射由所述反射面反射的光。
在所述反射面的中央部可以具有中央輻射面，向與所述發(fā)光元件的中心軸大致平行的方向輻射所述發(fā)光元件發(fā)出的光。
期望所述中央輻射面比發(fā)光元件的發(fā)光面小，例如在將中央輻射面形成圓形的情況下，更期望為0.1mm以上、發(fā)光元件的發(fā)光面的對角長度以下。期望上述范圍是因為若不到0.1mm，則不太能期待來自中央輻射部的輻射效果，另一方面，若超過發(fā)光面的對角長度，則水平方向上不能有效輻射，同時，當在發(fā)光二極管周圍設(shè)置反射鏡的情況下，不能取得反射鏡的反射強度與來自中央輻射面的輻射強度的平衡。另外，所述中央輻射面也可以是平面、R面、凹面、凸面之一或它們的組合。
另外，所述側(cè)面輻射面除由所述反射面反射的光外，還使從發(fā)光元件直接到達的光輻射到與所述中心軸正交或與中心軸成大的角度的方向。
另外，也可以使所述中央輻射面和所述反射面接近所述發(fā)光元件。作為中央輻射面與發(fā)光元件間的距離，例如最好是距元件發(fā)光面0.1mm～1.5mm的范圍內(nèi)，在使用引線接合型元件作為發(fā)光元件的情況下，最好所述中央輻射面形成于從所述發(fā)光元件的發(fā)光面沿所述發(fā)光元件的中心軸方向的0.3mm～1.0mm的范圍內(nèi)。上述范圍最好是因為在使用引線接合型發(fā)光元件的情況下，引線向上方引出彎曲，但若極度彎曲，則易產(chǎn)生斷線，并且該引線還需要由透光性樹脂密封，至少需要0.3mm的間隙，另一方面，若比1.0mm大，則如實施方式1所述，在引線結(jié)合型發(fā)光元件中，反射面的立體角增量減少，與不形成中央輻射部的情況的差變小。
另外，最好上述透光性材料形成的密封零件的外徑為5～15mm。設(shè)定上述范圍是因為不足5mm，則不能期待反射面的充分的反射效率，若超過15mm，則樹脂應(yīng)力對發(fā)光元件的損害變大。
另外，為了解決上述問題，本發(fā)明的發(fā)光二極管的特征在于，具有安裝在電源提供部件(機構(gòu))上的發(fā)光元件；和密封所述發(fā)光元件的由透光性材料構(gòu)成的密封部件，其具有反射面，向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向反射從所述發(fā)光元件輻射出的光；和從側(cè)面輻射由所述反射面反射的光的側(cè)面輻射面，其與所述發(fā)光元件的最短距離不到所述反射面半徑R的1/2，并相對于所述發(fā)光元件形成鄰近光學(xué)系統(tǒng)。
另外，本發(fā)明的特征在于，具有安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件；和密封所述發(fā)光元件的由透光性材料構(gòu)成的密封部件，所述密封部件具有反射面，其向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向反射從所述發(fā)光元件輻射出的光；和從側(cè)面輻射由所述反射面反射的光的側(cè)面輻射面，所述反射面具有半徑R比從所述發(fā)光元件的發(fā)光面到所述反射面的所述發(fā)光元件中心軸方向的高度H大的尺寸，并相對于所述發(fā)光元件形成鄰近光學(xué)系統(tǒng)。
并且，在所述發(fā)光二極管中，期望當射出光相對所述發(fā)光元件的所述中心軸方向的射出角度的輻射強度I(θ)用I(θ)＝k·cosθ+(1-k)·sinθ(k為由所述發(fā)光元件對應(yīng)于所述射出角度θ的輻射強度確定的常數(shù))表示時，k≤0.8。
另外，在上述發(fā)光二極管中，最好發(fā)光元件具有對發(fā)光的光示出光透過性的透光性基板。
另外，在上述發(fā)光二極管中，期望密封部件包含覆蓋發(fā)光元件的光擴散材料。
另外，在上述發(fā)光二極管中，光擴散材料中可以使用熒光體。
并且，為了解決上述問題，本發(fā)明的發(fā)光二極管由透光性材料的密封部件密封安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件，并由所述密封部件形成接受輻射光并反射到所述發(fā)光元件的發(fā)光面的反射面；和輻射來自所述反射面的反射光與來自所述發(fā)光元件的直接光的側(cè)面輻射面，其特征在于所述反射面相對所述發(fā)光元件具有2π{1-cosθc(θc所述透光性材料的臨界角)}以上的立體角，所述側(cè)面輻射面形成為由所述反射面反射的反射光的入射角和從所述發(fā)光元件輻射的直接光的入射角具有比所述θc小的角度，入射從所述發(fā)光元件發(fā)出的光后，輻射到外部。
另外，所述反射面是在由與所述發(fā)光元件的中心軸(Z軸)正交的X同形成的平面中使Z＝f(X)的一部分線段繞所述發(fā)光元件的中心軸旋轉(zhuǎn)的形狀，所述Z＝f(X)為{d2f(X)/dX2}＜0。這樣，在Z＝f(X)為{d2f(X)/dX2}＜0的情況下，當反射面為同一直徑時，即使為相對發(fā)光元件的大的立體角，至側(cè)面輻射面的入射角也變小。
另外，所述反射面形成使所述發(fā)光元件或?qū)⑵渲車O(shè)為焦點的橢圓、拋物線、雙曲線任一的一部分繞所述發(fā)光元件的中心軸旋轉(zhuǎn)的形狀。這意味著{d2f(X)/dX2}＜0所示曲線中實際使用的一般形狀。
并且，可以設(shè)所述側(cè)面輻射面具有向所述發(fā)光元件側(cè)傾斜的梯度。
并且，所述側(cè)面輻射面形成以所述發(fā)光元件為中心的球面的一部分。
并且，為了解決上述問題，本發(fā)明的發(fā)光二極管的特征在于構(gòu)成導(dǎo)線框，形成從發(fā)光元件的安裝部分的附近向安裝面下方彎曲后向光透過性樹脂外部突出的形狀，使由光透過性樹脂密封的部分盡可能少。
另外，本發(fā)明的發(fā)光二極管的特征在于導(dǎo)線框中由光透過性樹脂密封的部分具有向?qū)挿秶鷤鲗?dǎo)并分散發(fā)光元件的熱的面積。
并且，期望所述導(dǎo)線框由導(dǎo)熱系數(shù)高的材料形成，尤其是期望由導(dǎo)熱系數(shù)在300W/m·k以上的導(dǎo)電性材料形成。
另外，本發(fā)明的發(fā)光二極管的特征在于具備發(fā)光的發(fā)光元件；安裝所述發(fā)光元件并向該元件供電的導(dǎo)線框；和密封所述發(fā)光元件和所述導(dǎo)線框的光透過性樹脂，其中，所述光透過性樹脂由密封所述發(fā)光元件和所述導(dǎo)線框的一部分的第1光透過性樹脂、和抵接并包圍該第1光透過性樹脂的側(cè)面的第2光透過性樹脂形成。
另外，為了解決上述問題，本發(fā)明的發(fā)光二極管的特征在于，具備發(fā)光部，其具有將從由光透過性材料埋設(shè)的發(fā)光元件輻射的光，至少向2維平面方向反射光的2維方向反射面；和反射器部，其在所述發(fā)光部的至少2維方向周圍，具有光學(xué)結(jié)合、延長所述2維方向反射面所形成的反射面。
進而，所述反射器部的厚度形成得薄，以使從所述發(fā)光部輻射的光中到達與所述反射面相對向的面的光，也向所述2維方向反射。
另外，所述反射器部可以作成為具有階梯狀反射面，其與所述反射面相對向、并將由所述2維方向反射面和反射面向所述2維方向反射的光，向與所述2維方向大致垂直的方向反射。
并且，所述發(fā)光部的2維方向反射面可以作成為以發(fā)光元件或發(fā)光元件周圍為焦點、并使橢圓、拋物線、雙曲線，或者它們的近似曲線的任一部分繞通過所述發(fā)光元件的發(fā)光面中心的垂直軸旋轉(zhuǎn)的形狀。
另外，本發(fā)明的發(fā)光二極管的特征在于，具備光源部，其為相對向埋設(shè)的發(fā)光元件的發(fā)光面的部分向外側(cè)突出的圓錐形；和反射部，其具有結(jié)合在所述圓錐形部分上、并將從所述光源部輻射的光至少向2維平面方向反射光的2維方向反射面。
進而，為了解決上述問題，本發(fā)明的LED燈是在發(fā)光二極管周圍配備反射鏡的LED燈，其特征在于，所述發(fā)光二極管具有安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件；密封該發(fā)光元件的由透光性材料構(gòu)成的密封部件；反射面，其相對向所述發(fā)光元件的發(fā)光面?zhèn)龋蚺c所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向反射所述發(fā)光元件發(fā)出的光；和側(cè)面輻射面，該側(cè)面輻射面從側(cè)面向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向輻射由所述反射面反射的光。
另外，期望在所述反射面的中央部具有中央輻射面，以向與所述發(fā)光元件的中心軸大致平行的方向輻射所述發(fā)光元件發(fā)出的光。
另外，本發(fā)明的LED燈的特征在于，具有安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件；和密封該發(fā)光元件的由透光性材料構(gòu)成的密封部件，所述密封部件具有反射面，以向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向反射從所述發(fā)光元件輻射出的光；和從側(cè)面輻射由所述反射面反射的光的側(cè)面輻射面，所述反射面與所述發(fā)光元件的最短距離不到所述反射面半徑的1/2，并相對于所述發(fā)光元件形成鄰近光學(xué)系統(tǒng)。
另外，當射出光相對所述發(fā)光元件的所述中心軸方向的射出角度的輻射強度I(θ)用I(θ)＝k·cosθ+(1～k)·sinθ(k為由所述發(fā)光元件對應(yīng)于所述射出角度θ的輻射強度確定的常數(shù))表示時，k≤0.8。
另外，本發(fā)明的LED燈具備發(fā)光二極管和反射從所述發(fā)光二極管輻射的光的反射鏡，其中，所述發(fā)光二極管構(gòu)成為由透光性材料的密封部件密封安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件，并在所述密封部件上形成接受輻射光并反射到所述發(fā)光元件的發(fā)光面的反射面、和輻射來自所述反射面的反射光與來自所述發(fā)光元件的直接光的側(cè)面輻射面，所述反射面相對所述發(fā)光元件具有2π{1～cosθc(θc所述透光性材料的臨界角)}以上的立體角，所述側(cè)面輻射面形成為由所述反射面反射的反射光的入射角和從所述發(fā)光元件輻射的直接光的入射角具有比所述θc小的角度，入射從所述發(fā)光元件發(fā)出的光后，輻射到外部。
另外，本發(fā)明的LED燈的特征在于具備發(fā)光二極管和反射從所述發(fā)光二極管輻射的光的反射鏡，而該發(fā)光二極管由光透過性樹脂密封安裝發(fā)光的發(fā)光元件并向該元件供電的導(dǎo)線框和所述發(fā)光元件而成，所述導(dǎo)線框構(gòu)成從所述發(fā)光元件的安裝部分的附近向安裝面下方彎曲后向所述光透過性樹脂外部突出的形狀。
并且，本發(fā)明的LED燈的特征在于具備發(fā)光二極管和反射從所述發(fā)光二極管輻射的光的反射鏡，該發(fā)光二極管由光透過性樹脂密封安裝發(fā)光的發(fā)光元件并向該元件供電的導(dǎo)線框和所述發(fā)光元件而成，所述導(dǎo)線框中的所述密封部分具有向?qū)挿秶鷤鲗?dǎo)并分散所述發(fā)光元件的熱的面積。
另外，本發(fā)明的LED燈的特征在于具備發(fā)光元件；向側(cè)面方向反射來自設(shè)置在該發(fā)光元件上方的所述發(fā)光元件的光的第1反射鏡；和向上方輻射該第1反射鏡的反射光的第2反射鏡。
并且，在所述第2反射鏡內(nèi)側(cè)可以設(shè)置向上方反射向所述發(fā)光元件的側(cè)向射出的光的第3反射鏡。
另外，將所述第1反射鏡與所述第2反射鏡可以形成為一體的光學(xué)體。
并且，所述第2反射鏡在從上方看時可以為多邊形或接近多邊形的形狀。
另外，將所述發(fā)光元件可以安裝在金屬板上的電路基板上。
另外，為了解決上述問題，本發(fā)明的發(fā)光器的特征在于，具有光源和反射器，其中，所述光源具有安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件；密封所述發(fā)光元件的由透光性材料構(gòu)成的密封部件；第1反射面，其相對所述發(fā)光元件的發(fā)光面?zhèn)龋蚺c所述發(fā)光元件的所述中心軸正交或與所述中心軸形成大的角度的方向反射所述發(fā)光元件發(fā)出的光；和側(cè)面輻射面，該側(cè)面輻射面從側(cè)面向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向輻射由所述第1反射面反射的光，所述反射器具有將從所述側(cè)面輻射面輻射的所述光反射到所定的照射方向的多個第2反射面。
另外，在上述發(fā)光器中，最好在第1反射面的中央部，具有向與發(fā)光元件的所述中心軸大致平行的方向輻射發(fā)光元件發(fā)出的光的中央輻射面。
另外，在上述發(fā)光器中，最好所述第1反射面具有隨著接近所述發(fā)光元件來使所述上面反射面的感光角度(立體角)增大的結(jié)構(gòu)。
另外，在上述發(fā)光器中，最好光源被配置在與中心錯開的位置上，在圓周方向上相鄰的光學(xué)控制面的位置在半徑方向上彼此不同。
另外，在上述發(fā)光器中，最好反射器通過多個第2反射面向作為所定照射方向的、相對發(fā)光元件的中心軸具有所定傾斜的方向反射光。
另外，在上述發(fā)光器中，最好將反射器設(shè)置在傾斜部位。
另外，在上述發(fā)光器中，也可以設(shè)定各光學(xué)控制面的角度和方向，以便多個第2反射面向相同方向反射被反射的反射光。
另外，為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的燈具具備多個發(fā)光器，該多個發(fā)光器分別具有光源，其向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與所述中心軸形成大的角度的方向反射發(fā)光元件發(fā)出的光；和具有多個第2反射面的反射器，其向所定的輻射方向反射從所述光源向與所述發(fā)光元件的所述中心軸正交或與所述中心軸形成大的角度的方向輻射的光，以所定排列來排列構(gòu)成所述多個發(fā)光器。
另外，在上述燈具中，最好光源被固定在將其導(dǎo)線框配置在殼體里面的基板上，該固定位置可以對應(yīng)于反射鏡的貫穿孔。
另外，在上述燈具中，最好在基板中的光源的固定位置上設(shè)置插入發(fā)光二極管的導(dǎo)線框的凹狀部件。
另外，在上述燈具中，也可以使光源具有安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件；密封發(fā)光元件的由透光性材料構(gòu)成的密封部件；第1反射面，相對向發(fā)光元件的發(fā)光面?zhèn)?，向與發(fā)光元件的所述中心軸正交或與所述中心軸形成大的角度的方向反射發(fā)光元件發(fā)出的光；和側(cè)面輻射面，該側(cè)面輻射面從側(cè)面向與發(fā)光元件的所述中心軸正交或與所述中心軸形成大的角度的方向輻射由第1反射面反射的光。
另外，在上述燈具中，也可以使光源由多個LED構(gòu)成，排列成輻射狀，使多個LED的中心軸的交點為同一平面上的一點。
另外，在上述燈具中，也可以使多個發(fā)光器被配置成相鄰的發(fā)光器的所述反射器的一部分重合。
另外，在上述燈具中，也可以使多個發(fā)光器構(gòu)成為包含排列成多段或多行的多個發(fā)光器，各段發(fā)光器包含排列成線性的多個發(fā)光器。
另外，在上述燈具中，也可以使多個發(fā)光器構(gòu)成為將分離排列成線性的所述多個發(fā)光器的隔板插入。
另外，在上述燈具中，也可以使多個發(fā)光器對發(fā)光器的外周部或隔板的至少一部分實施光反射加工而形成。
另外，在上述燈具中，也可以使沿中心軸方向不同高度地排列多個發(fā)光器中相鄰的發(fā)光器。
另外，在上述燈具中，也可以使多個發(fā)光器具有以光源為中心將多個反射面配置成同心圓形的結(jié)構(gòu)。
另外，在上述燈具中，也可以使所述多個反射面形成為大致平面狀。
這里，[角度]是相對光源的光輻射面的角度，[方向]是相對光源的光輻射方向的角度。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實施方式1A的發(fā)光二極管的縱向截面圖。
圖2是放大根據(jù)本發(fā)明實施方式1A的發(fā)光二極管的局部的縱向截面圖。
圖3是表示圖2所示發(fā)光二極管中、從發(fā)光元件的上面到中央輻射面的距離h與立體角的增量的關(guān)系曲線，(a)是透光性樹脂直徑為5mm的情況，(b)是7.5mm的情況，(c)是15mm的情況。
圖4是表示本發(fā)明實施方式1A的發(fā)光二極管的中央輻射部的形狀實例的縱向截面圖，(a)為平面形狀，(b)為僅中央輻射面與上面反射面的邊界部分為R形狀，(c)為中央輻射面整體為R形狀，(d)為凹狀，(e)為凸狀。
圖5是說明本發(fā)明實施方式1A的發(fā)光二極管的上面反射面的其它實例的曲線。
圖6是本發(fā)明實施方式1A的發(fā)光二極管的其它實例的縱向截面圖。
圖7是本發(fā)明實施方式1A的發(fā)光二極管的其它實例的縱向截面圖。
圖8是本發(fā)明實施方式1A的發(fā)光二極管的其它實例的縱向截面圖。
圖9是說明作為根據(jù)本發(fā)明實施方式1A的發(fā)光二極管的制造方法的傳遞模塑法的截面圖。
圖10是說明作為根據(jù)本發(fā)明實施方式1A的發(fā)光二極管的制造方法的鑄模法的截面圖。
圖11(a)是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式1B的LED燈的整體構(gòu)成的平面圖，(b)是(a)的A～A截面圖，(c)是(b)的P部分的放大圖。
圖12是作為根據(jù)本發(fā)明實施方式1B的LED燈的光源的LED的縱向截面圖。
圖13是表示將根據(jù)本發(fā)明實施方式1B的LED燈的周圍切成矩形、并將多個重合后覆蓋一定范圍的結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖14是表示作為根據(jù)本發(fā)明實施方式1B的LED燈的光源的LED第1變形例的縱向截面圖。
圖15是表示作為根據(jù)本發(fā)明實施方式1B的LED燈的光源的LED第2變形例的縱向截面圖。
圖16是表示作為根據(jù)本發(fā)明實施方式1B的LED燈的光源的LED第3變形例的說明圖。
圖17是表示作為根據(jù)本發(fā)明實施方式1B的LED燈的光源的LED第4變形例的局部放大圖。
圖18(a)是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式1B的LED燈的第5變形例的平面圖，(b)是(a)的B-B截面圖，(c)是(a)的C-C截面圖，(d)是(a)的D-D截面圖。
圖19(a)是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式1B的LED燈的第6變形例的平面圖，(b)是(a)的E-E截面圖，(c)是(a)的F-F截面圖。
圖20是表示用于根據(jù)本發(fā)明實施方式1C的LED燈的LED的整體構(gòu)成的縱向截面圖。
圖21是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式1D的LED燈的整體構(gòu)成的縱向截面圖。
圖22是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式1E的LED燈的整體構(gòu)成的縱向截面圖。
圖23是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式1F的LED燈的整體構(gòu)成的縱向截面圖。
圖24(a)是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式1G的LED燈的整體構(gòu)成的平面圖，(b)是(a)的G-G截面圖。
圖25是表示使用根據(jù)本發(fā)明實施方式2A的LED的LED燈的整體構(gòu)成的圖，(a)是平面圖，(b)是(a)的A-A截面圖，(c)是(b)的P部分的放大圖。
圖26是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式2A的LED的結(jié)構(gòu)圖，(a)是截面圖，(b)是平面圖，(c)是表示各部尺寸的側(cè)面圖。
圖27是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式2A的發(fā)光元件的構(gòu)成的側(cè)面圖。
圖28是從根據(jù)本發(fā)明實施方式2A的發(fā)光元件的上面和側(cè)面輻射的光的輻射原理圖。
圖29表示根據(jù)本發(fā)明實施方式2A的發(fā)光元件的配光特性曲線，(a)是發(fā)光元件相對Z軸的角度的說明圖，(b)是表示k＝1時的輻射強度變化的特性圖，(c)是表示k＝0.8時的輻射強度變化的特性圖，(d)是表示k＝0.6時的輻射強度變化的特性圖。
圖30是根據(jù)本發(fā)明實施方式2A的LED的有效輻射效率比與X軸方向錯位的關(guān)系圖。
圖31(a)和(b)是表示從LED輻射的光量的觀測條件的原理圖。
圖32表示根據(jù)本發(fā)明實施方式2A的LED的有效輻射范圍的全光量偏移，(a)是表示使用配光特性為上100％的發(fā)光元件的LED的有效輻射范圍的全光量偏移的特性圖，(b)是表示使用上80％的發(fā)光元件的LED的有效輻射范圍的全光量偏移的特性圖。
圖33是表示使用根據(jù)本發(fā)明實施方式2B的LED的LED燈的整體構(gòu)成圖，(a)是平面圖，(b)是(a)的發(fā)光元件部分的縱向截面圖。
圖34是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式2B的使用具有上60％(k＝0.6)配光特性的發(fā)光元件的LED的有效輻射范圍的全光量偏移的特性圖。
圖35是表示使用根據(jù)本發(fā)明實施方式2C的LED的LED燈的整體構(gòu)成圖，(a)是平面圖，(b)是(a)的發(fā)光元件部分的縱向截面圖。
圖36是表示使用根據(jù)本發(fā)明實施方式2D的LED的LED燈的縱向截面圖。
圖37是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式3A的LED(發(fā)光二極管)的結(jié)構(gòu)圖，(a)為截面圖，(b)為平面圖。
圖38是LED的入射角與透過率的關(guān)系圖。
圖39是表示用于根據(jù)本發(fā)明實施方式3A的LED的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖40是標準發(fā)光元件(20mil和14mil的情況)的亮度分布、光束分布、光束累計的特性圖。
圖41是說明根據(jù)本發(fā)明實施方式3A的LED中形成的其它反射面的截面圖。
圖42是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式3A的LED的第1變形例的圖，(a)是平面圖，(b)是(a)的截面圖。
圖43是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式3A的LED的第2變形例的截面圖。
圖44是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式3A的LED的第3變形例的截面圖。
圖45是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式3A的LED的第4變形例的截面圖。
圖46是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式3A的LED的第7變形例的截面圖。
圖47是表示使用根據(jù)本發(fā)明實施方式3B的LED的LED燈的整體構(gòu)成的圖，(a)是平面圖，(b)是(a)的A～A截面圖，(c)是(b)的P部分的放大圖。
圖48是表示使用根據(jù)本發(fā)明實施方式3B的LED燈中LED與第2反射鏡的尺寸關(guān)系圖，(a)是表示使用小直徑LED的狀態(tài)圖，(b)是表示使用大直徑LED的狀態(tài)圖。
圖49是表示用于根據(jù)本發(fā)明實施方式3B的LED燈的第1變形例中的LED的截面圖。
圖50是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式3B的LED燈的第2變形例的截面圖。
圖51是表示用于上述第2變形例的LED燈中的LED的配光特性圖。
圖52(a)是表示使用根據(jù)本發(fā)明實施方式4A的LED(發(fā)光二極管)的LED燈的整體構(gòu)成平面圖，(b)是(a)的A～A截面圖，(c)是(b)的P部分的放大圖。
圖53是作為根據(jù)本發(fā)明實施方式4A的LED燈的光源的LED的縱向截面圖。
圖54是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式4A的LED的構(gòu)成的平面圖。
圖55是表示用于根據(jù)本發(fā)明實施方式4A的LED中的發(fā)光元件的構(gòu)成的截面圖。
圖56是導(dǎo)線框向水平方向突出時的LED的縱向截面圖。
圖57(a)是在根據(jù)本發(fā)明實施方式4A的LED中使用寬面積形狀的導(dǎo)線框時的平面圖，(b)是(a)的縱向截面圖，(c)是在(b)中設(shè)置散熱片的圖。
圖58是作為根據(jù)本發(fā)明實施方式5A的LED燈的光源的LED的縱向截面圖。
圖59是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式5A的LED的構(gòu)成的平面圖。
圖60是表示作為根據(jù)本發(fā)明實施方式5A的LED燈的光源的LED的變形例的縱向截面圖。
圖61(a)是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式6A的發(fā)光二極管的整體構(gòu)成的平面圖，(b)是縱向截面圖。
圖62是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式6A的發(fā)光二極管作為二維方向輻射光源的特性的說明圖。
圖63是表示使用根據(jù)本發(fā)明實施方式6A的發(fā)光二極管的燈具構(gòu)成的縱向截面圖。
圖64是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式6B的發(fā)光二極管的整體構(gòu)成的縱向截面圖。
圖65是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式6C的發(fā)光二極管的整體構(gòu)成的縱向截面圖。
圖66(a)是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式6D的發(fā)光二極管的整體構(gòu)成平面圖，(b)是縱向截面圖。
圖67是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式6E的發(fā)光二極管的整體構(gòu)成的縱向截面圖。
圖68是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式7A的發(fā)光器的整體構(gòu)成的平面圖。
圖69是表示作為根據(jù)本發(fā)明實施方式7A的發(fā)光器的光源的LED的平面圖。
圖70是表示作為根據(jù)本發(fā)明實施方式7A的發(fā)光器的光源的LED的縱向截面圖。
圖71是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式7B的發(fā)光器的平面圖。
圖72是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式7C的發(fā)光器與該發(fā)光器中的發(fā)光點分布的平面圖。
圖73是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式7C的發(fā)光器的A～A縱向截面圖。
圖74是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式7D的發(fā)光器的光源的縱向截面圖。
圖75是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式7E的發(fā)光器的光源的縱向截面圖。
圖76是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式7F的發(fā)光器的光源的平面圖。
圖77是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式7G的發(fā)光器的光源的平面圖。
圖78是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式7H的燈具的立體圖。
圖79是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式7I的發(fā)光器的反射面的一部分的放大立體圖。
圖80是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式7I的發(fā)光器的整體構(gòu)成的平面圖。
圖81是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式7J的發(fā)光器的整體構(gòu)成的平面圖。
圖82(a)是表示作為根據(jù)本發(fā)明實施方式7J的發(fā)光器光源的LED的平面圖，(b)是縱向截面圖。
圖83是表示將根據(jù)本發(fā)明實施方式7J的發(fā)光器裝配在車體上的狀態(tài)的橫向截面圖。
圖84是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式7K的發(fā)光器的構(gòu)成的縱向截面圖。
圖85是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式7L的發(fā)光器的整體構(gòu)成的平面圖。
圖86是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式7M的汽車組合燈的示意結(jié)構(gòu)立體圖。
圖87是圖86的C-C截面圖。
圖88是組合燈的LED裝配基板的立體圖。
圖89是LED裝配基板中的LED的裝配部分的放大圖。
圖90是根據(jù)本發(fā)明實施方式7N的汽車的組合燈的正面圖。
圖91是圖90所示組合燈的J-J部的截面圖。
圖92是根據(jù)本發(fā)明實施方式7P的汽車的組合燈的截面圖。
圖93(a)是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式8A的燈具的整體構(gòu)成的平面圖，(b)是截面圖。
圖94(a)是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式8A的燈具段A-A截面的截面圖，(b)是表示B-B截面的截面圖。
圖95(a)是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式8A的變形例的燈具段A-A截面的截面圖，(b)是表示B-B截面的截面圖。
圖96(a)是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式8A的另一變形例的燈具段A-A截面的截面圖，(b)是表示B-B截面的截面圖。
圖97是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式8B的燈具的整體構(gòu)成的平面圖。
圖98是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式8C的燈具的整體構(gòu)成的平面圖。
圖99是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式8D的燈具的整體構(gòu)成的平面圖。
圖100是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式8E的燈具的整體構(gòu)成的縱向截面圖。
圖101(a)是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式8F的燈具中使用的輻射光源的整體構(gòu)成的平面圖，(b)是表示構(gòu)成輻射光源的透鏡型LED的構(gòu)成的平面圖，(c)是側(cè)面圖，(d)是正面圖。
圖102(a)是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式8G的燈具中使用的輻射光源的整體構(gòu)成的平面圖，(b)是表示構(gòu)成輻射光源的反射型LED的構(gòu)成的平面圖，(c)是縱向截面圖。
圖103是表示現(xiàn)有LED燈的一例的整體構(gòu)成的截面圖。
圖104表示現(xiàn)有LED燈的一例，(a)是以光源為中心的縱向截面圖，(b)是表示LED燈的構(gòu)成的局部立體圖。
圖105表示現(xiàn)有LED燈的一例，(a)是以光源為中心的縱向截面圖，(b)是表示(a)的K-K部的截面圖整體構(gòu)成的截面圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖來說明本發(fā)明的實施方式。
(實施方式1A)首先，參照圖1、圖2來說明本發(fā)明的發(fā)光二極管的實施方式1。在圖1所示的發(fā)光二極管10中，經(jīng)Ag膠(未圖示)將400微米×400微米的發(fā)光元件1安裝在導(dǎo)線框2a上，另一方面，形成于發(fā)光元件1的發(fā)光面中央部的直徑為0.1mm的電極和其上的金引線球(未圖示)通過直徑為30微米的引線3與對極導(dǎo)線2b電接觸，由透光性樹脂4密封，同時，模制光學(xué)面。
如圖2所示，光學(xué)面由中央輻射面4a、上面反射面4b、側(cè)面輻射面4c構(gòu)成。這里，中央輻射面4a距發(fā)光元件1的上面的高度為h＝0.5mm，形成為直徑Wc＝0.3mm的圓形，上面反射面4b以發(fā)光元件1的上面中央部為焦點，通過中央輻射面4a的端部，使對稱軸垂直于z軸的拋物線繞z軸周圍旋轉(zhuǎn)的形狀來形成。另外，4c為大致垂直于z軸(具有用于脫模的稍許錐度)的圓筒面。具有這種中央輻射面4a、上面反射面4b、側(cè)面輻射面4c的透光性樹脂4的外徑(直徑)設(shè)為WM＝7.5mm。
在將透光性樹脂4設(shè)為所定外徑的情況下，為了得到大的立體角，最好將上面反射面設(shè)為焦點位置相同且相似比小的拋物線的旋轉(zhuǎn)形狀(例如從4b’到4b)，但在引線接合型發(fā)光元件的情況下，如圖1所示，在發(fā)光元件1的上部需要引線間隙。即，在發(fā)光元件1的上面具有電極(n電極或p電極)，接合引線3。向上方引出彎曲引線3，但若極度彎曲，則易產(chǎn)生斷路，并且該引線3還需要用透光性樹脂密封，從而需要至少0.3mm(引線0.2mm，密封0.1mm)的間隙。因此，在將光學(xué)面設(shè)為作為相似比比波浪線所示的假設(shè)的上面反射面4b’小的拋物線的上面反射面4b的同時，設(shè)置中央輻射面4a。
通過設(shè)為這種光學(xué)面，可以從LED組件的中央向Z軸方向輻射光，同時，可以實現(xiàn)向大致垂直于Z軸的方向上的反向效率的提高。即，在圖2中，將發(fā)光元件1的發(fā)光面的中央部設(shè)為點0，在由波浪線表示的4b’的情況下，相對Z軸的、從點0開始的上面反向面的端緣方向的角度為θ0＝60度，相反，在用實線所示的4b的情況下，θ1＝65度，若立體看，則分別變?yōu)橄鄬c0為A0＝3.1strad，A1＝3.6strad的立體角(任一情況都是以點0為焦點并使對稱軸垂直于Z軸的拋物線繞Z軸旋轉(zhuǎn)的形狀的上面反射面的情況)。另一方面，相對z軸的、從點0開始的中央輻射面的端部方向的角度θ2為17度，相對點0的立體角為A2＝0.25strad。即，通過設(shè)為實線所示的光學(xué)面，由于不能期待形成中央輻射面的部分向大致垂直于Z軸的方向反射，所以立體角為A2＝-0.25strad大小，但是將4b’設(shè)為4b引起的立體角的增量為A1-A0＝0.5，減去上述負數(shù)，為(A1-A0)-A2＝0.25，增加0.25。因此，上面反射面相對光源的立體角增量為0.25/π，即約增加1成，可以實現(xiàn)向大致垂直于Z軸的方向的輻射效率的提高。
另外，說明在本實施方式1A的發(fā)光二極管10中，對400微米邊長的發(fā)光元件形成直徑為0.3mm的中央輻射面的實例，但不限于此，也可以是其它尺寸。但是，若中央輻射面4a非常寬，則從上面輻射大量的光，向大致垂直于Z軸的方向的輻射效率降低，喪失原來的概念，所以期望保留在發(fā)光元件的發(fā)光面程度的尺寸以下。另外，說明了發(fā)光元件1的上面輻射面與中央輻射面的距離h為0.5mm，透光性樹脂4的直徑為7.5mm，但不限于此，只要在得到效果的范圍內(nèi)設(shè)為適當值即可以。
圖3(a)、(b)、(c)中把分別將透光性樹脂的直徑設(shè)為5mm、7.5mm、15mm時的、上面反射面相對于未形成中央輻射面4a的情況(圖2的4b’)、相對于形成輻射面的情況(4a和4b)的點0的立體角增量表示為h的函數(shù)。從圖3(b)可以知，在透光性樹脂的直徑為7.5mm的情況下，h＝0.6mm，相對于未形成輻射面的情況，可以取得最大的立體角增量。若將h設(shè)得比0.6mm大，則與未形成輻射面的情況的差變小，上面反射面的立體角增量減少。另一方面，若減小h，則中央輻射面所占的立體角增加，所以上面反射面的立體角增量減少。另外，即使改變透光性樹脂的直徑，也認為傾向相同。這種傾向盡管在直徑小的情況下比透光性樹脂的直徑大的情況下顯著，但若直徑為15mm以下，則可以通過設(shè)置中央輻射部，得到對立體角增量的好的效果。鑒于以上結(jié)果，期望h＝0.3～1.0mm的范圍，將透光性樹脂的直徑設(shè)為5～15mm的范圍。
另外，在圖2、圖3中，如透光性樹脂的直徑為15mm，h＝0.3mm的情況那樣，若中央輻射面4a接近發(fā)光元件1的發(fā)光面，則理論上中央輻射面4a的端部角度(θ2)與其立體角(A2)變大。因此，上面反射面4b相對于未形成中央輻射面的情況的、相對于形成輻射面的情況的點0的立體角增量((A1-A0)-A2)如圖3(c)所示為負數(shù)。但是，實際上中央輻射面4a正下方的發(fā)光元件的發(fā)光面中央部上形成有直徑為0.1mm的電極，其上存在金引線球，均為非發(fā)光部，所以實際上來自中央輻射面的外部輻射光量未增加。因此，A2引起的立體角增量為負數(shù)的影響實際上少，可以期待A1-A0增量引起的向大致垂直于Z軸方向的輻射效率的提高。
另外，中央輻射面4a不限于圖4(a)所示的平面形狀，例如也可以是(b)所示僅中央輻射面4a與上面反射面4b的交界部分為R形狀，如(c)所示中央輻射面4a整體為R形狀，如(d)所示為凹狀，如(e)所示為凸狀。另外，上面反射面4b不僅為以發(fā)光元件的上面中央部為焦點、并設(shè)X軸方向為對稱軸的拋物線的旋轉(zhuǎn)體，也可以如圖5那樣為對稱軸從X軸方向傾斜的拋物線的旋轉(zhuǎn)體，不限于拋物線，也可以是長焦點的橢圓或雙曲線的旋轉(zhuǎn)體。并且，即使是使其它形狀旋轉(zhuǎn)而成的形狀也無妨。
并且，電極也可以位于上面周圍部而非發(fā)光元件的上面中央部。此時，從引線空間的觀點看，不產(chǎn)生上述h尺寸的限制。但是，若過于接近，則在上面反射面4b中，中央輻射面4a的立體角(對發(fā)光元件)明顯變大。另外，當樹脂密封時，若間隙窄，則易變?yōu)槲刺畛洌诿芊夂笠踩菀紫蛟┘硬蛔匀坏膽?yīng)力。因此，期望如上所述在發(fā)光元件1的上面輻射面與中央輻射面之間設(shè)置所定空間。
另外，組件形態(tài)不限于圖1所示的情況，也可以如圖6所示，在金屬基板7上經(jīng)絕緣層6形成銅箔圖案5a、5b，并在其上形成發(fā)光元件1，或如圖7所示，向下方引出導(dǎo)線8a、8b。另外，也可以在發(fā)光元件中涂布熒光體，但此時，如圖8所示，可以使用在內(nèi)部涂布熒光體12后密封發(fā)光元件1的光源9。
實施方式1A的發(fā)光二極管10例如可以通過傳遞模塑法制造。下面參照圖9來說明基于傳遞模塑法的制造方法。首先，將發(fā)光元件1面朝上接合在通過施壓加工形成的導(dǎo)線框2a中。接著，用引線3電連接發(fā)光元件1的A1結(jié)合片與導(dǎo)線框2b。之后，將安裝了發(fā)光元件1的導(dǎo)線框2a、2b定位裝載在模具20B上，并使模具20A從上方下降后夾持，由此進行導(dǎo)線框與模具的位置保持。接著，向模具內(nèi)注入含有剝離成分的透明環(huán)氧樹脂4。之后，在160℃、5分鐘的固化條件下使透明環(huán)氧樹脂4固化。然后，上下分離模具20A、20B，取出使透明環(huán)氧樹脂4固化后的發(fā)光二極管10。在這種基于傳遞模塑法的發(fā)光二極管10的制造中，因為在由模具20A、20B夾持導(dǎo)線框2a、2b的狀態(tài)下向模具內(nèi)部20C、20D中注入透明環(huán)氧樹脂8，所以可以±0.1mm的高精度來實現(xiàn)發(fā)光元件1與光學(xué)面的定位精度，可以防止使用鄰近光學(xué)系統(tǒng)的發(fā)光二極管10的個體差異產(chǎn)生的配光特性的差異。
另外，上述發(fā)光二極管10也可以通過鑄模法來制造。下面，參照圖10來說明基于鑄模法的制造方法。首先，通過施壓加工來沖拔導(dǎo)線框2a、2b。此時，導(dǎo)線框2a、2b變?yōu)椴环謹嗟赜脤?dǎo)線連結(jié)多個后端的狀態(tài)。接著，將用導(dǎo)線連結(jié)的后端固定在支撐部件上。然后，將發(fā)光元件1面朝上接合在導(dǎo)線框21b的前端上。之后，用引線3電連接發(fā)光元件1的A1結(jié)合片與導(dǎo)線框21a。接著，使導(dǎo)線框21a、21b在模制成型用的鑄件20F上移動。然后，向鑄件20F內(nèi)注入樹脂4。接著，將導(dǎo)線框21a、21b浸漬在注入樹脂4的鑄件20F內(nèi)。之后，將配置鑄件20F和導(dǎo)線框21a、21b的空間20E變?yōu)檎婵?，去除樹?的氣泡。然后，在120℃、60分鐘的固化條件下使樹脂4固化。接著，從鑄件20F中取出使樹脂4固化后的發(fā)光二極管10。在鑄模法中，因為導(dǎo)線框21a、21b的前端(自由端)不被鑄件支撐約束，所以發(fā)光元件1與光學(xué)面的定位精度為±0.2mm，比基于傳遞模塑法的制造低，但通過進行透明環(huán)氧樹脂4的長時間固化，熱應(yīng)力不均變小，導(dǎo)線框21a、21b與透明環(huán)氧樹脂4難以剝離。另外，通過選擇制造工序管理或發(fā)光元件1的配光特性，可以實現(xiàn)配光特性的穩(wěn)定化。
(實施方式1B)參照圖11～圖19來說明本發(fā)明的實施方式1B。
如圖11所示，本實施方式1B的LED燈1構(gòu)造成在圓形主體的中心搭載作為光源的實施方式1A的發(fā)光二極管(LED)，其周圍被作為第2反射鏡的同心圓階梯狀反射鏡33包圍。這里，設(shè)發(fā)光元件的中心軸為Z軸，設(shè)發(fā)光元件上面為其原點，在該原點上X軸與Y軸直角相交。以下的各變形例、各實施方式也同樣。
如圖11(c)所示，該反射鏡33的反射面33a相對圖的X-Y平面約傾斜45度。反射鏡33在由透明丙烯酸樹脂成形后，進行鋁蒸鍍后形成反射面。
接著，參照圖12來說明LED32的構(gòu)成。如圖12所示，在X-Y平面上設(shè)置的一對導(dǎo)線板35a、35b中面積寬的導(dǎo)線板35a的前端安裝發(fā)光元件36。發(fā)光元件36的上面電極與導(dǎo)線板35b的前端由引線37接合后進行電連接。將這些作為電氣系統(tǒng)的導(dǎo)線板35a、35b的前端、發(fā)光元件36、引線37設(shè)置在樹脂密封用模具中，由作為光透過性材料的透明環(huán)氧樹脂38樹脂密封成圖中所示的截面形狀。這里，中央輻射面39a位于LED32的上面39的中心部分，在該中央輻射面39a后，作為上面反射面39b，使以發(fā)光元件36的發(fā)光面的中心為焦點、并以X軸方向為對稱軸的拋物線的一部分，在從原點開始相對Z軸成60度以上的范圍內(nèi)繞Z軸周圍旋轉(zhuǎn)的傘形狀(因此不是旋轉(zhuǎn)拋物面)。另外，LED32的側(cè)面輻射面40構(gòu)成以發(fā)光元件36為中心的球面的一部分。具有這種構(gòu)成的LED32被固定在圓形LED燈31的中心。
參照圖11、圖12來說明具有這種構(gòu)成的LED燈31的輻射原理。若向LED32的導(dǎo)線板35a、35b施加電壓，則發(fā)光元件36發(fā)光。從發(fā)光元件36發(fā)出的光中、向Z方向、即正上方的光從中央輻射面39a輻射到透明環(huán)氧樹脂38之外，透過覆蓋在LED燈31上的未圖示的透明前板，并向外部輻射。另外，發(fā)光元件36發(fā)出的光中、相對Z軸成60度以上的范圍內(nèi)的光到達作為第1反射鏡的上面39，因為這些光至上面39的入射角大，所以全部被全反射，射向側(cè)面輻射面40。這里，因為上面反射面39b形成使以發(fā)光元件36為焦點并以X軸為對稱軸的拋物線的一部分繞Z軸周圍旋轉(zhuǎn)的形狀，所以在上面39中反射的光全部在X-Y平面中平行前進，側(cè)面輻射面40構(gòu)成以發(fā)光元件36為中心的球面的一部分，所以光基本不變地平行前進，在Z軸周圍360度的方向上大致平面狀地向外部輻射。并且，由于側(cè)面輻射面40構(gòu)成以發(fā)光元件36為中心的球面的一部分，所以從發(fā)光元件36直接到達側(cè)面輻射面40的光不折射地直線前進，輻射到外部。
前面有作為第2反射鏡的階梯狀反射鏡33，有具有大致45度傾斜的反射面33a，但由于在上面39中反射后在X-Y平面中大致平行輻射的光與從側(cè)面輻射面40直接輻射的光在X-Y平面中平行輻射，所以在反射面33a中反射的光各自向基本接近垂直的上方前進，在至少距Z軸20度的范圍內(nèi)，穿透未圖示的透明的前板輻射到外部。另外，上述表現(xiàn)為平行的光也由于存在發(fā)光元件36的大小而不是完全平行，但任一光都大致平行，確實進入至少距Z軸20度的范圍內(nèi)。
這樣，本實施方式1B的LED燈31，具有所謂作為LED薄型的優(yōu)點，可以薄型地用1個發(fā)光元件來照射大面積，可以得到高的外部輻射效率。
作為本實施方式1B的LED燈31的應(yīng)用，如圖13所示，將圓形LEDD1切斷為正方形或其一部分，制作41a、41b、41c、41d、41e、41f等6個斷片，如圖所示使這些斷片組合，可以構(gòu)成具有覆蓋所定區(qū)域的多個發(fā)光元件的一體LED燈41。
變形例1作為本實施方式1B的LED燈31的第1變形例，如圖14所示，使一對導(dǎo)線板42a、42b僅在發(fā)光元件36的周圍凹入，形成第3反射鏡。從而，相對于圖12的基本形態(tài)中僅在發(fā)光元件36正上方直接向上方輻射光，還從LED內(nèi)的發(fā)光元件36的周圍向上方輻射光，進而看到整體發(fā)光，得到所謂美觀性提高的效果。
變形例2作為本實施方式1B的LED燈31的第2變形例，通過半蝕刻或壓紋布圖，在一對導(dǎo)線板43a、43b中設(shè)置如圖15所示的圖案，從而反射從發(fā)光元件36向斜下方輻射的光，向上方輻射光。通過形成多個同心圓反射鏡，可以與變形例1同樣整體發(fā)光，實現(xiàn)美觀性提高。另外，此時，透明環(huán)氧樹脂38與導(dǎo)線板43a、43b的粘接面積增加，具有降低粘接形狀不是平面形狀引起的剝離不良的效果。尤其是在發(fā)熱大的大電流類型的情況下有效。
變形例3作為本實施方式1B的LED燈31的第3變形例，如圖16所示，也可以變更LED的透明環(huán)氧樹脂38形成的密封部分的側(cè)面形狀?；纠膫?cè)面40是以發(fā)光元件36為中心的球面形狀的一部分，從發(fā)光元件36發(fā)出的光大致垂直地入射到側(cè)面40，直接直進，但在變形例3中，側(cè)面44構(gòu)成以發(fā)光元件36為一個焦點的橢圓體表面的一部分，從發(fā)光元件36發(fā)出的光在側(cè)面44相對直進方向稍向下折射。因此，即使LED周圍的階梯狀反射鏡33位于較低位置，也可以構(gòu)成得到高的外部輻射效率的LED燈。從而，可以進一步使LED燈薄型化。
變形例4作為本實施方式1B的LED燈1的第4變形例，如圖17所示，在作為第1反射鏡的上面39中，向側(cè)面的反射在透明環(huán)氧樹脂38與空氣的交界面上不全反射，可以對上面39實施電鍍、蒸鍍等，附著金屬反射膜45。此時，若將發(fā)光元件36的正上方平坦形成，則不向外部輻射向正上方輻射的光，所以在上面39的中心部分之前需要形成使全部以發(fā)光元件36為焦點的拋物線的一部分繞Z軸旋轉(zhuǎn)的形狀。
變形例5作為本實施方式1B的LED燈31的第5變形例51，也可以不象基本例那樣使整體均勻發(fā)光，而使發(fā)光點散落。即，如圖18(a)所示，將作為第2反射鏡的圓形反射鏡53分割成扇形，如圖18(b)、(c)、(d)所示，將從LED52到反射面53的距離分成幾種。從而，當從上方看時，反射光的輻射位置散落在圓中，具有閃爍且光亮觀看的效果。此時，通過在LED52中具備微小的中央輻射面4a，具有進一步使美觀性好的效果。即，從中央輻射面4a與反射面53a向外部輻射的光的亮度相等，且可以平衡好地配置輝點。從中央輻射面4a向外部輻射的光量為向LED52周圍輻射后由圓形反射鏡53反射并向外部輻射的光量的1/10以下的最小比例，大部分在LED52的周圍輻射，從而亮度相等。具體而言，圓形反射鏡53越大，則從中央輻射面4a向外部輻射的光量比越小。另外，在反射面53a大致為平面或凸面時得到閃爍且光亮觀看的效果，但凸面進而凸面的曲率越大，則從中央輻射面4a向外部輻射的光量比越小。另外，在變形例5中，由于在各扇形中需要分別由一段反射面53a全反射來自LED52的光，所以各反射面53a的高度如圖18(b)、(c)、(d)所示，期望為與圖11(b)所示的基本例的圓形階梯狀反射鏡33的整體高度h相等的高度。另外，雖說明亮度相等，但最好附加越是周圍亮度越高或相反等亮度強調(diào)部分。
變形例6作為本實施方式1B的LED燈1的第6變形例54，如圖19所示，通過將作為第2反射鏡的反射鏡56分割成扇形并分別改變長度，可以使反射鏡56的形狀接近作為多邊形之一的正方形。即，如圖19(b)、(c)所示，若設(shè)最短扇形中從反射面56a到下一反射面56a的長度為L，則與該扇形錯開45度的最長扇形中從反射面56a到下一反射面56a的長度為√2L。從而如圖13所示，即使在連結(jié)多個正方形LED燈41a、…的情況下，因為不必將圓形LED燈31切割成正方形，所以外部輻射效率不會降低，可以形成較亮的連結(jié)型燈。另外，在使用大致正方形的LED來代替大致圓筒形LED55來作為光源的情況下，還具有從LED的各側(cè)面到反射鏡56的距離在整個周長上大致相等的優(yōu)點。
實施方式1C下面，參照圖20來說明本發(fā)明的實施方式1C。
如圖20所示，本實施方式1C的LED61在1對導(dǎo)線板63a、63b中導(dǎo)線板63a的前端安裝發(fā)光元件64，用引線65接合發(fā)光元件64上面的電極與引線板63b的前端，形成電連接。由作為光透過性材料的透明環(huán)氧樹脂66密封這些作為電氣系統(tǒng)的導(dǎo)線板63a、63b的前端、發(fā)光元件64、引線65。該透明環(huán)氧樹脂66的外形構(gòu)成將以發(fā)光元件64為中心的球形的一半的上部形成圓錐形的形狀。此時，從發(fā)光元件64發(fā)出的光由作為第1反射鏡的上面62全反射，但由于反射光相當于來自發(fā)光元件64相對上面62的鏡像點的輻射光，所以不是被聚光的光，而是以拓寬角度從側(cè)面67輻射。因此，若與實施方式1B中使用的LED32相比，作為向上方反射這些光的第2反射鏡的圓形階梯狀反射鏡也需要在Z方向上長。
但是，在作為LED燈即使較寬的配光也可以，或作為LED燈不要求極薄的情況等下，也可以使用這種單純圓錐形的反射面62。
實施方式1D下面，參照圖21來說明本發(fā)明的實施方式1D。
如圖21所示，本實施方式1D的LED燈70在1對導(dǎo)線板63a、63b中導(dǎo)線板63a的前端安裝發(fā)光元件64，用引線65接合發(fā)光元件64上面的電極與引線板63b的前端，形成電連接。由透明環(huán)氧樹脂66密封這些作為電氣系統(tǒng)的導(dǎo)線板63a、63b的前端、發(fā)光元件64、引線65。該透明環(huán)氧樹脂66的形狀通常為圓筒形，因此透明環(huán)氧樹脂66的上面不能用作第1反射鏡。代之以在透明環(huán)氧樹脂66的上面，經(jīng)光透過性材料67裝配由透明丙烯酸樹脂成形的傘形狀的圓形光學(xué)體68。光學(xué)體68的上面69形成使以發(fā)光元件64為焦點并將X軸方向設(shè)為對稱軸的拋物線的一部分繞Z軸旋轉(zhuǎn)的形狀。
另外，光學(xué)體68的下面71代替作為第2反射鏡的實施方式2的圓形階梯狀反射鏡，構(gòu)成約45度分段的沿著圓形的階梯狀。另外，對下面71實施鋁蒸鍍72，為了從上面保護鋁蒸鍍膜，進行未圖示的涂敷。在本實施方式4中，可以增大蒸鍍鏡面化后的涂敷的自由度。即有色涂敷也無妨，不限制厚度。
具有這種構(gòu)成的LED燈70若向一對導(dǎo)線板63a、63b施加所定電壓，則發(fā)光元件64發(fā)光，由于其中向正上方的光沒有遮住，所以直接直進，透過未圖示透明前板后向外部放出。另外，從斜上方向側(cè)方輻射的光，透過光透過性材料67后進入光學(xué)體68內(nèi)，碰到作為第1反射鏡的上面69的光全反射，但因為上面69是使以發(fā)光元件64為焦點的拋物線的一部分繞Z軸旋轉(zhuǎn)的形狀，所以全部大致平行于X-Y平面向側(cè)面方向反射。之后，由作為第2反射鏡的下面(圓形階梯狀反射鏡)71大致平行于Z軸地向上方反射后，從上面69透過所述前板，向外部輻射。進入光學(xué)體68內(nèi)、直接碰到下面(圓形階梯狀反射鏡)71的光也同樣向上方輻射。
這樣，在產(chǎn)生作為LED特征的薄型的同時，可以使用通常的圓筒形LED來美觀地由1個發(fā)光元件照射大面積，得到高的外部輻射效率的LED燈。
實施方式1E下面，參照圖22來說明本發(fā)明的實施方式1E。
如圖22所示，本實施方式1E的LED燈80形成于作為金屬板的鋁基底81上。在鋁基底81上夾持絕緣層82形成了電路圖案83，在其上安裝發(fā)光元件84，用引線85接合，形成電連接。在這些作為電氣系統(tǒng)的電路圖案83、發(fā)光元件84、引線85上，覆蓋將內(nèi)側(cè)挖成半球形91的傘形狀的透明丙烯酸樹脂成形的光學(xué)體87。此時，向半球形91的部分中填充作為光透過性材料的透明環(huán)氧樹脂，無間隙地密封電路圖案83、發(fā)光元件84、引線85。在如此固定的狀態(tài)下，該光學(xué)體87的上面88形成使以發(fā)光元件84為焦點的拋物線的一部分繞Z軸旋轉(zhuǎn)的形狀。
另外，光學(xué)體87的下面89構(gòu)成作為第2反射鏡的約45度分段的沿著圓形的階梯狀。另外，對下面89實施鋁蒸鍍90，為了從上面保護鋁蒸鍍膜，進行未圖示的涂敷。即使在本實施方式1E中，也可以增大蒸鍍鏡面化后的涂敷的自由度。即有色涂敷也無妨，不限制厚度。
具有這種構(gòu)成的LED燈80的發(fā)光元件84若發(fā)光，則由于其中向正上方的光沒有遮住，所以直接直進，透過未圖示的透明前板后向外部放出。另外，從斜上方向側(cè)方輻射的光透過透明硅樹脂86后進入光學(xué)體87內(nèi)，碰到作為第1反射鏡的上面88的光全反射，但因為上面88是使以發(fā)光元件84為焦點的拋物線的一部分繞Z軸旋轉(zhuǎn)的形狀，所以全部大致平行于X-Y平面向側(cè)面方向反射。之后，由作為第2反射鏡的圓形階梯狀反射鏡89大致平行于Z軸地向上方反射后，從上面88透過所述前板，向外部輻射。進入光學(xué)體87內(nèi)、直接碰到圓形階梯狀反射鏡89的光也同樣向上方輻射。
本實施方式1E的LED燈80因為形成于導(dǎo)熱性好的鋁基底81上，所以放熱性大幅度提高，即使向發(fā)光元件84通入大電流，也不會引起熱飽和，所以得到大的光輸出。
這樣，不僅可以形成薄型，具有大的放熱性、不受熱飽和限制地得到大的光輸出的高光度的LED燈，而且在即使大面積也可以薄型的本實施方式中，可以具體化大面積且高亮度的LED燈。
實施方式1F下面，參照圖23來說明本發(fā)明的實施方式1F。
如圖23所示，本實施方式1F的LED100也形成于作為金屬板的鋁基底95上。在鋁基底95上夾持絕緣層96形成電路圖案97，在其上安裝發(fā)光元件98，用引線99接合，形成了電連接。由作為光透過性材料的透明環(huán)氧樹脂102密封這些作為電氣系統(tǒng)的電路圖案97、發(fā)光元件98、引線99。從上面固定由圓形透明丙烯酸樹脂成形的光學(xué)體101。在如此固定的狀態(tài)下，該光學(xué)體101的上面103形成使以發(fā)光元件98為焦點的拋物線的一部分繞Z軸旋轉(zhuǎn)的形狀，用作第1反射鏡。
另外，光學(xué)體101的下面104構(gòu)成作為第2反射鏡的約45度分段的沿著圓形的階梯狀。這里，在本實施方式1F的LED燈100中，不對光學(xué)體101的下面104實施金屬蒸鍍。即，由作為第1反射鏡的光學(xué)體101的上面103向側(cè)面方向反射的來自發(fā)光元件98的光在作為第2反射鏡的光學(xué)體101的下面104通過全反射被反射到上方。即，即使不對光學(xué)體101的下面104實施金屬蒸鍍，僅由下面104的全反射將大部分光反射到上方。為了反射未全反射地通過下面104的光，在光學(xué)體101下方空出下面104與空氣層后，將輔助反射體105固定在電路基板97上。在輔助反射體105的上面通過電鍍涂裝形成了反射面，向上方反射通過下面104的光。
這樣，在本實施方式1F的LED燈100中，不必對兼具第1反射鏡與第2反射鏡的光學(xué)體101的下面104實施金屬蒸鍍，僅通過設(shè)置輔助反射體105后實施簡易的電鍍涂裝，就可以將從發(fā)光元件98發(fā)出的光大致全部外部輻射到上方，可以得到高的外部輻射效率。另外，由于本實施方式1F的LED燈100也形成在導(dǎo)熱性好的鋁基底95上，所以放熱性大幅度提高，即使向發(fā)光元件98通入大電流，也由于不會引起熱飽和，所以得到大的光輸出。
這樣，可以形成在通過簡單工序得到高的外部輻射效率的同時、薄型而且具有大的放熱性、不受熱飽和限制地得到大的光輸出并得到亮的輻射光的LED燈。
實施方式1G下面，參照圖24來說明本發(fā)明的實施方式1G。
如圖24所示，本實施方式1G的LED110的下面113形成作為第2反射鏡的階梯狀反射面，使在中心部設(shè)置圓筒形空間114的由透明丙烯酸樹脂成形的光學(xué)體111，同固定在中心部空間114內(nèi)的，與實施方式1B的LED燈31同樣的LED32組合構(gòu)成。即，LED32在由透明環(huán)氧樹脂密封發(fā)光元件115等的同時，將上面形成為作為第1反射鏡的拋物面116，從發(fā)光元件115發(fā)出后由上面116向側(cè)面方向反射的光由光學(xué)體111的下面113向上方反射，透過未圖示透明前板后向外部輻射。
這里，從LED32側(cè)面117的上部直接(不在上面116)輻射的光，在實施方式2的LED燈31中，經(jīng)由雙點劃線表示的路徑，不向上方反射而未被有效利用地結(jié)束，但在本實施方式1G的LED燈110中，如虛線所示，由光學(xué)體111的水平上面112反射后，由下面113向上方反射，被有效利用。從而，構(gòu)成薄型、外部輻射效率更高的LED燈。另外，入射到空間114中的光，向與Z軸成大的角度的方向折射，所以圖24(a)中從上方看時的周圍部的亮度提高。
在上述各實施方式中，主要使用透明環(huán)氧樹脂作為密封發(fā)光元件等的光透過性材料，但也可以是其它光透過性材料。
另外，在上述各實施方式中，使用透明丙烯酸樹脂作為第2反射鏡的、或兼具第1反射鏡與第2反射鏡的光學(xué)體，但也可以其它透明合成樹脂為主，使用其它材料。
另外，說明通過具備中央輻射面來得到來自LED中央的輻射光，但使用尺寸大的發(fā)光元件或使上面光學(xué)系統(tǒng)非常接近，設(shè)從發(fā)光元件到上面光學(xué)系統(tǒng)的入射角在臨界角以內(nèi)，尤其是不設(shè)置中央輻射面來得到來自LED中央的輻射光也無妨。
另一方面，在與上述不同而另使用配光窄的發(fā)光元件的情況下，盡管上面光學(xué)系統(tǒng)未必接近，也可以得到充分的側(cè)面輻射。
LED燈的其它部分的構(gòu)成、形狀、數(shù)量、材質(zhì)、大小、連接關(guān)系等不限于上述各實施方式。
(實施方式2A)
圖25表示根據(jù)本發(fā)明實施方式2A的LED燈201的整體構(gòu)成，(a)是平面圖，(b)是(a)的A-A截面圖，(c)是(b)的P部分的放大圖。該LED燈201具有在圓盤形狀主體的中心使用具有所定配光特性的發(fā)光元件206的LED202、和在LED202周圍以圓心圓形配備階梯結(jié)構(gòu)的反射面203a的反射鏡203。
反射鏡203由透明丙烯酸樹脂成型，成型后，通過對上面實施鋁蒸鍍進行鏡面化，形成反射面203a。各反射面203a如(c)所示，以相對X-Y平面約成45度地傾斜，反射從X(Y)方向入射的光后向Z方向輻射。
圖26表示LED202，(a)是縱向截面圖，(b)是平面圖，(c)是側(cè)面圖。該LED202由導(dǎo)線框205a、205b、發(fā)光元件206、電連接導(dǎo)線框205b與發(fā)光元件206的接合引線207、一體密封導(dǎo)線框205a、205b和發(fā)光元件206并同時形成光學(xué)面的透明環(huán)氧樹脂208、具有中央輻射面209a和反射面209b的反射鏡209、和形成以發(fā)光元件206為中心的球面的一部分且向X-Y方向輻射光的輻射面210構(gòu)成。
導(dǎo)線框205a、205b由銅合金形成，經(jīng)用于絕緣的間隙設(shè)置在X-Y平面上，在面積寬的導(dǎo)線框205a的原點位置安裝發(fā)光元件206。
發(fā)光元件206具有直方體形狀，面朝上接合在導(dǎo)線框205a上，上面形成發(fā)光面。另外，出于盡量減少使用個數(shù)并將LED202的發(fā)光強度維持在所定值的目的，使用大電流類型(高輸出類型)的發(fā)光元件。另外，也可以通過倒裝片接合將發(fā)光元件206安裝在導(dǎo)線框205a上。
透明環(huán)氧樹脂208使用折射率為1.55的環(huán)氧樹脂，在其上面的中心部分(發(fā)光元件206的正上部分)具有中央輻射面209a。另外，粘接該中央輻射面209a后設(shè)置反射面209b，從而形成反射鏡209。通過在該反射鏡209中接近配置發(fā)光元件206并一體模塊成型，形成了鄰近光學(xué)系統(tǒng)。
反射鏡209具有向正上方向輻射從發(fā)光元件206輻射的光的中央輻射面209a；和反射面209b，其形成使將作為圖中坐標原點的發(fā)光元件206的發(fā)光面的中央部作為焦點、并以X軸為對稱軸的拋物線的一部分繞Z軸周圍旋轉(zhuǎn)的圓形反射形狀。另外，對應(yīng)于用途，也可以不在反射鏡209中設(shè)置中央輻射面209a。
另外，反射鏡209是反射從發(fā)光元件206輻射的光的第1反射鏡，如(c)所示，反射面209b的半徑R可以有效向側(cè)面輻射與發(fā)光元件206形成大的立體角并輻射的光的大部分，這里，以從發(fā)光元件206的發(fā)光面至反射鏡209的端部的Z軸方向的高度H＝2.0mm、R＝3.5mm形成后，反射鏡209的端部的高度H與半徑R的關(guān)系為H＜R。另外，將發(fā)光元件206與中央輻射面209a的間隔(透明環(huán)氧樹脂208的厚度)h設(shè)定為0.5mm，以在形成鄰近光學(xué)系統(tǒng)后形成較大的立體角。
圖27示出發(fā)光元件206的構(gòu)成，從最下層到最上層依次形成n型GaAs基板221、n型AlInGaP包層222、具有發(fā)光層的層223、p型AlInGaP包層224、p型GaP窗口層225，在p型GaP窗口層225上，經(jīng)與窗口層225歐姆接觸的AuZn觸點226形成Al結(jié)合片(正電極)227。并且，在n型GaP基板221下形成Au合金電極(負電極)228。另外，n型GaAs基板221對于發(fā)光層發(fā)出的光的波長而言是不透明的，n型AlInGaP包層222和p型AlInGaP包層224具有透光性。
圖28是說明發(fā)光元件206的配光特性的原理圖。從發(fā)光元件206的上面206a和側(cè)面206b(4個側(cè)面)輻射的輻射強度為從上面206a輻射的輻射強度與從4個側(cè)面206b輻射的輻射強度的總和，配光特性I(θ)由下式(1)表示。
式(1)I(θ)＝k·cosθ+(1-k)·sinθ (1)這里，k·cosθ表示從上面206a輻射的輻射強度，(1～k)·sinθ表示從側(cè)面206b輻射的輻射強度。θ為發(fā)光元件206相對Z軸的角度，若k值變化，則從上面206a輻射的光與從側(cè)面206b輻射的光的分配變化。
圖29表示相對于根據(jù)上述式(1)配光特性不同的發(fā)光元件206、使θ變化時的輻射強度(Z軸方向)的變化，(a)表示對發(fā)光元件206的角度定義。(b)是k＝1時從上面206a輻射100％的光的狀態(tài)(上100％)，(c)是k＝0.8時從上面206a輻射80％、從側(cè)面206b輻射20％的光的狀態(tài)(上80％)。另外，(d)是k＝0.6時從上面206a輻射60％、從側(cè)面206b輻射40％的光的狀態(tài)(上60％)。
發(fā)光元件206中n型GaAs基板221相對發(fā)光色變?yōu)楹谏奈阵w，所以在基于具有發(fā)光層的層223中的發(fā)光的光，從上面輻射的比例變大的特性下大約k＝0.8。即從上面206a輻射80％的光，從側(cè)面206b分別輻射5％的光。為了得到這種期望的配光特性，調(diào)整外延層的厚度或發(fā)光元件206的形狀。
在圖29(b)所示的配光特性的發(fā)光元件206中，光從上面206a輻射，隨著θ變大，輻射強度下降，在θ＝90度時大致變?yōu)?。另外，(c)的配光特性的發(fā)光元件206中，是還從側(cè)面206b輻射光的結(jié)構(gòu)，但θ＝0時的輻射強度比(b)所示的發(fā)光元件小，但即使θ＝90度輻射強度也不為0，向X-Y方向輻射光。另外，在(d)的配光特性的發(fā)光元件206中，從側(cè)面206b輻射的光量比(c)所示的發(fā)光元件206大，從而θ＝0時的輻射強度變小，但基于θ變化的輻射強度的降低比(b)和(c)小，并且，即使θ＝90度輻射強度也不為0，向X-Y方向輻射光。
LED202的配光特性取決于上述發(fā)光元件206的配光特性、由發(fā)光元件206、中央輻射面209a、反射面209b和輻射面210構(gòu)成的光學(xué)面的位置精度、發(fā)光元件206向?qū)Ь€框205a的安裝位置精度、對于一體模塊成型導(dǎo)線框205a與上述光學(xué)面時的模型的安置位置精度。為了在圖26(b)所示θ方向的配光中不產(chǎn)生偏移，求出向以Z軸為中心的輻射面210的周圍方向(360度)輻射的光的均勻性，但若發(fā)光元件206與光學(xué)面有位置偏差，則對應(yīng)于偏差量產(chǎn)生θ方向的配光不均。尤其是在本發(fā)明所示的LED202的鄰近光學(xué)系統(tǒng)中，具有一點位置偏差的產(chǎn)生就容易產(chǎn)生配光不均的結(jié)構(gòu)上的特性。
圖30表示基于LED202中發(fā)光元件206的中心軸相對光學(xué)面產(chǎn)生X軸方向偏差時的配光特性變化的、從LED202直接向上方輻射的光與到達反射面203a的光的光量變化，在使用具有GaAs基板的發(fā)光元件206的情況下，若生產(chǎn)時產(chǎn)生X軸方向偏差量，則有效輻射效率下降。圖中，尤其是0.3mm以上明確下降。
圖31(a)和(b)表示從LED202輻射的光量的觀測條件，是用32分割的Φij來表示LED202周圍全方向的圖。如(a)所示，將以LED202的Z軸為中心的周圍360度分割成8個(j＝1～8)，如(b)所示，表示相對Z軸0～20度的角度范圍(i＝1)、20～60度的角度范圍(i＝2)、60～100度的角度范圍(i＝3)、100～180度的角度范圍(i＝4)，下面說明從LED202向這些區(qū)域輻射的光量。這里，假設(shè)0～20度的角度范圍區(qū)域中從LED202直接向Z軸附近外部輻射的光，在相對Z軸60～100度的角度范圍區(qū)域中在從LED202向反射鏡203輻射后、由反射鏡203向Z軸附近方向反射后外部輻射的光。
圖32(a)表示在圖31所示的觀測條件下使用具有上100％配光特性的發(fā)光元件206時的LED202的全光量偏差，全光量偏差設(shè)定在X方向上產(chǎn)生從0.0到0.5mm的6階梯偏差量的條件后求出，用線連結(jié)示出各方向的全光量偏差。隨著偏差量變大，全光量偏差變大。圖(b)表示使用具有上80％配光特性的發(fā)光元件206時的LED202的全光量偏差，因為發(fā)光元件206是從側(cè)面206b輻射光的結(jié)構(gòu)，所以改善了全光量偏差。
這樣，隨著從發(fā)光元件206的橫向輻射的光量變大，發(fā)光元件206與光學(xué)面的位置偏差引起的有效輻射范圍的全光量偏差變小。因此，若使用具有k＝0.8以下配光特性的發(fā)光元件206，則安裝在導(dǎo)線框205a上的發(fā)光元件206的位置即使從Z軸向X軸(或Y軸)方向產(chǎn)生0.1mm以內(nèi)的尺寸偏差，也可以通過發(fā)光元件206的配光特性來補償，所以基本上沒有有效輻射范圍的全光量偏差，視覺上沒有影響。
上述LED2例如可以通過圖9中說明的傳遞模塑法來制造。
下面，說明LED燈201的動作。
一旦操作者接通LED燈201的電源開關(guān)(未圖示)，則未圖示的電源部向?qū)Ь€框205a、205b施加電壓。發(fā)光元件206根據(jù)電壓的施加來發(fā)光。從發(fā)光元件206輻射到沿Z軸向正上輻射的光從中央輻射面209a輻射到透明環(huán)氧樹脂208之外，向外部輻射。另外，從發(fā)光元件206輻射的光中50～60％到達與發(fā)光元件206有約2.7strad(球面度)立體角的反射面209b，從發(fā)光元件206輻射后相對Z軸大致沿水平方向輻射的光直接到達輻射面210，直接不變地沿大致平行于X-Y平面的方向從輻射面210向外部輻射。
從LED202在X-Y平面中大致平行輻射的光，由反射鏡203的反射面203a大致向Z軸方向反射，向外部輻射。
根據(jù)上述實施方式2A的LED燈201，將構(gòu)成鄰近光學(xué)系統(tǒng)的LED202的發(fā)光元件206的配光特性I(θ)＝k·cosθ+(1～k)·sinθ中的k設(shè)定為0.8以下，并且，通過傳遞模塑法來一體形成發(fā)光元件206與光學(xué)面，所以從LED202輻射后到達反射鏡203的X軸方向的光基本上沒有有效輻射范圍的全光量偏差，可以通過反射鏡203向Z軸方向大致均等地輻射。由此，可以形成反射鏡面大、沒有表面亮度差、美觀性好的薄型燈具。由此，若適用于汽車的尾燈或剎車燈，則不僅可以使來自汽車正后方、而且可以使來自橫向的光的識別性提高。
另外，在上述LED燈201中，作為一例，說明了使用采用具有k＝0.8的配光特性的發(fā)光元件206的LED202的構(gòu)成，但若使用具有k＝0.8以下配光特性的發(fā)光元件206，則可以將發(fā)光元件206與光學(xué)面的位置偏差引起的有效輻射范圍的全光量偏差減小到實用上不產(chǎn)生問題的水平。
另外，在傳遞模塑法的LED202的制造中，因為在模具夾持導(dǎo)線框205a、205b的狀態(tài)下向模具內(nèi)部注入透明環(huán)氧樹脂208，所以可以±0.1mm的高精度來實現(xiàn)發(fā)光元件206與光學(xué)面的定位精度，可以防止即使是使用k＝0.8的發(fā)光元件206來構(gòu)成的鄰近光學(xué)系統(tǒng)也因LED202的個體差產(chǎn)生的配光特性的差異，提供穩(wěn)定品質(zhì)的LED燈201。
作為密封發(fā)光元件206的透光性材料，說明使用透明環(huán)氧樹脂208的結(jié)構(gòu)，但也可以是透光性和其它光學(xué)特性等同的其它透光性材料。另外，作為構(gòu)成反射鏡203的樹脂材料，使用透明丙烯酸樹脂，但也可以其它透明樹脂為主，使用其它材料。并且，LED燈的其它部分的構(gòu)成、形狀、數(shù)量、材質(zhì)、大小、連接關(guān)系等不限于實施方式。
另外，說明反射面209b不實施鏡面處理地應(yīng)用樹脂的全反射，但也可以實施基于金屬蒸鍍等的鏡面處理。
實施方式2B圖33表示根據(jù)本發(fā)明實施方式2B的LED202a，(a)是從Z方向看的LED202a的平面圖，(b)是(a)的發(fā)光元件6的部分中的縱向截面圖。該LED202a由使用具有透光性的n型GaP基板AlInGaP構(gòu)成，備有具有上60％(k＝0.6)配光特性的發(fā)光元件206、和由銅合金構(gòu)成后彎曲加工樹脂密封部分的導(dǎo)線框205b、205c，將發(fā)光元件206安裝在導(dǎo)線框205c的前端。另外，向與實施方式2A相同的構(gòu)成的部分附加相同的引用數(shù)字，省略重復(fù)說明。
圖34表示使用具有k＝0.6配光特性的發(fā)光元件206時的LED202的全光量偏移，通過從發(fā)光元件206的側(cè)面206b輻射的光量變大，與使用具有k＝0.8配光特性時的發(fā)光元件206時相比，即使X＝0.4mm，配光偏差也縮小到±20％以內(nèi)，發(fā)送全光量偏移。k＝0.6的發(fā)光元件206在基板中使用對GaP等發(fā)光色示出光透過性的材料形成，使發(fā)光元件206內(nèi)部基于反射的來自側(cè)面206b的輻射量增大。
LED2a例如可以通過圖10中說明的鑄模法來制造。
根據(jù)上述實施方式2B的LED202a，在發(fā)光元件206中使用具有透光性的n型GaP基板的同時，具有k＝0.6的配光特性，所以得到范圍比使用具有n型GaAs基板的發(fā)光元件206的LED202寬的配光特性。因此，即使產(chǎn)生發(fā)光元件206與光學(xué)面的位置偏差，當該偏差量小時，可以將有效輻射范圍的全光量偏差抑制到實用上不產(chǎn)生問題的水平。
另外，在鑄模法中，因為通過鑄造來支撐制約導(dǎo)線框205b、205c的前端(自由端)，所以發(fā)光元件206與光學(xué)面的位置精度為±0.2mm，比基于傳遞模塑法的制造低。尤其是在平板導(dǎo)線框的前端的板厚部安裝發(fā)光元件206難以實現(xiàn)高的定位精度。但是，通過增大定位精度的允許范圍，可以使生產(chǎn)性提高。批量生產(chǎn)性優(yōu)異。通過長時間固化透明環(huán)氧樹脂208，熱應(yīng)力不均變小，導(dǎo)線框205b、205c與透明環(huán)氧樹脂208難以剝離。另外，通過選擇制造工序管理或發(fā)光元件206的配光特性，可以實現(xiàn)配光特性的穩(wěn)定化。
實施方式2C圖35表示根據(jù)本發(fā)明實施方式2C的LED202b，(a)是從Z方向看的LED202b的平面圖，(b)是(a)的發(fā)光元件206的部分的縱向截面圖。該LED202b由使用具有透光性的n型GaP基板的GaP基板AlInGaP構(gòu)成，備有具有上40％(k＝0.4)的配光特性的發(fā)光元件206、和由銅合金構(gòu)成的平板狀的導(dǎo)線框205b、205d。另外，向具有與實施方式2A和2B相同結(jié)構(gòu)的部分附加相同的引用數(shù)字，所以省略重復(fù)的說明。
K＝0.4的發(fā)光元件206形成比k＝0.6的發(fā)光元件206小的尺寸(例如0.3mm寬)，從而，發(fā)光元件內(nèi)部的吸收損耗變小，進一步增大來自側(cè)面206b的輻射量。
發(fā)光元件206被安裝在通過施壓加工沖孔的導(dǎo)線框205c的前端。
根據(jù)上述實施方式2C的LED202b，因為將發(fā)光元件206安裝在導(dǎo)線框205d的前端，所以在抑制有效輻射范圍的全光量偏差的同時，批量生產(chǎn)性好，可以減小導(dǎo)線框205b、205d與透明環(huán)氧樹脂208的接觸面積，從而更難產(chǎn)生剝離。另外，因為不需要導(dǎo)線框205b、205d的彎曲加工等作業(yè)工序，所以可以使生產(chǎn)性提高。
另外，因為發(fā)光元件206中使用具有透光性的n型GaP基板，所以與同實施方式2B同樣使用具有n型GaAs基板的發(fā)光元件206的LED2相比，得到寬范圍的配光特性。因此，即使發(fā)光元件206與光學(xué)面產(chǎn)生錯位，也可以在該偏差量小時將有效輻射范圍的全光量偏差抑制在不產(chǎn)生實用上問題的水平。
(實施方式2D)圖36表示根據(jù)本發(fā)明實施方式2D的LED202c，具有由Al2O3基板GaN構(gòu)成的發(fā)光元件206、由銅合金構(gòu)成后彎曲形成樹脂密封部分的導(dǎo)線框205b、205d、和具備光學(xué)面的透明環(huán)氧樹脂208，發(fā)光元件206被安裝在導(dǎo)線框205d的前端。另外，發(fā)光元件206由含有熒光體的密封樹脂208s密封成半球狀。圖中將透明環(huán)氧樹脂208s表示為透明部件。此外，向具有與實施方式2A、2B和2C相同結(jié)構(gòu)的部分附加相同的引用數(shù)字，所以省略重復(fù)說明。
根據(jù)上述實施方式2D的LED202c，因為用密封樹脂208s將安裝在導(dǎo)線框205d前端的發(fā)光元件206密封成半球狀，所以即使在使用不具有寬范圍的配光特性的發(fā)光元件206的情況下，也能通過從熒光體輻射的激勵光擴散光，從而可以將配光特性適用于本發(fā)明的鄰近光學(xué)系統(tǒng)中。
熒光體例如可以使用CeYAG(釔鋁石榴石)。另外，作為使配光特性提高的方法，也可以代替熒光體，在密封樹脂208s中混入光擴散材料，并由光擴散材料擴散光，可以實現(xiàn)同樣的效果。光擴散材料例如可以使用氧化鈦、鋁或SiO2。
另外，在上述實施方式2A～2D中，說明發(fā)光元件206使用GaAs類基板的構(gòu)成，但也可以對應(yīng)于配光特性來使用GaP基板AlInGaP類或GaN類基板，另外，基板也可以選擇使用對發(fā)光波長具有透光性或無透光性的基板，只要是可以適用于LED燈201的發(fā)光元件206，則不特別限定。
另外，對于發(fā)光二極管，說明在密封發(fā)光元件的同時，模型成型反射面和側(cè)面反射面，但不限于此，例如也可以通過與發(fā)光元件一起由光透過性材料密封由透光性樹脂另外形成的反射面和側(cè)面反射面并裝配，形成相對發(fā)光元件的鄰近光學(xué)系統(tǒng)。
另外，在上述實施方式2A～2D中，反射鏡209形成使以發(fā)光元件206的原點為焦點、以X軸為對稱軸的拋物線的一部分繞Z軸旋轉(zhuǎn)的圓形反射形狀，輻射面210說明成具有構(gòu)成以發(fā)光元件206為中心的球面一部分的形狀，但只要是相對中心軸Z成為大的角度，并能大致向側(cè)面方向輻射從發(fā)光元件206輻射的光的形狀，則不特別限定。尤其是在各實施例中所示的透明環(huán)氧樹脂208的形狀和H＜R的關(guān)系成立的條件下，反射鏡209接近發(fā)光元件206，基于光學(xué)位置精度的LED的配光特性的穩(wěn)定性可以得到同樣效果。另外，即使在不滿足H＜R關(guān)系的情況下，當h＜1mm時也得到同樣的效果。
(實施方式3A)圖37是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式3A的LED(發(fā)光二極管)的構(gòu)成的圖，(a)是截面圖，(b)是平面圖。
如圖37所示，實施方式3A的LED302由透明環(huán)氧樹脂308密封作為光源的發(fā)光元件306，同時，構(gòu)成形成光學(xué)面的一體結(jié)構(gòu)，但為了以后說明，設(shè)定將發(fā)光元件306的中心軸設(shè)為Z軸，將Z軸上的發(fā)光元件306的上面位置設(shè)為原點，在原點處設(shè)置分別與Z軸正交的X軸和Y軸的坐標系。其中，Z軸也稱為中心軸Z。
即，LED302經(jīng)銀膠將發(fā)光元件306安裝在經(jīng)絕緣用間隙配置在X-Y平面上的一對銅合金形成的導(dǎo)線框305a、305b中一個導(dǎo)線框305a的上述原點位置上，由金引線307接合發(fā)光元件306的上面電極與導(dǎo)線框30b的前端部，并且，由透明環(huán)氧樹脂308(折射率為1.55)密封各導(dǎo)線框305a、305b的一部分、發(fā)光元件306、引線307，同時，鑄模(mold)形成光學(xué)面。
該LED302的主要特征在于，透明環(huán)氧樹脂308的形狀。即，透明環(huán)氧樹脂308的上面的中心部分(發(fā)光元件306的正上部分)構(gòu)成中央輻射面309a，粘接該中央輻射面309a形成反射面309b，從而構(gòu)成反射鏡309。
反射面309b形成使以原點為焦點、以X軸為對稱軸的拋物線的一部分繞中心軸Z旋轉(zhuǎn)的圓形的反射形狀。另外，中央輻射面309a是向Z軸方向輻射由發(fā)光元件306發(fā)出的光的光學(xué)面，也可以是凹面或凸面。也可以對應(yīng)于用途而不形成中央輻射面309a。
另外，反射面309b相對發(fā)光元件306具有2π{1～cosθc(θc所述透光性材料的臨界角)}以上的立體角?；蛘?，連結(jié)發(fā)光元件306的焦點與反射面309b的邊緣位置的斜直線L1與Z軸的角度θ1為(90～θc)以上。
反射面309b的直徑W最好為Φ10mm以下。原因在于若透明環(huán)氧樹脂308的尺寸大則可以進行光學(xué)上有利的設(shè)計，但此時，樹脂固化時的殘留應(yīng)力等容易對熱沖擊產(chǎn)生裂紋，所以最好透明環(huán)氧樹脂308的尺寸小。
另外，透明環(huán)氧樹脂308的側(cè)面輻射面310形成以原點為中心的球面的一部分。垂直連結(jié)該側(cè)面輻射面310中反射面309b的邊緣位置，與向水平方向延長發(fā)光元件306的焦點的X軸的高度H，被設(shè)定在連結(jié)發(fā)光元件306的焦點與反射面309b的邊緣位置的斜直線L1與X軸的角度θ2比臨界角θc小的高度。角度θ2最好為(θc～5)以下。這是因為盡管入射角未達到θc，但如圖38所示，在θc附近界面反射大。
另外，上述(90～θc)或2π{1～cosθc}意味著對發(fā)光元件306具有大的立體角，但另一方面，意味著發(fā)光元件306發(fā)出并直接到達側(cè)面輻射面310的光界面反射且不變?yōu)槊怨獾姆秶?。假設(shè)即使側(cè)面輻射面310為無錐度的垂直面，若θ1為(90～θc)以上，則θ2為θc以下，不產(chǎn)生全反射引起的迷光。
這里，LED302的尺寸設(shè)為直徑為10mm，反射面309b的直徑W為9mm，外端部的Z方向的高度H為1mm，從發(fā)光元件306的上面至反射面9b、外端部與Z軸所成角度θ1為70度。
另外，安裝發(fā)光元件306的導(dǎo)線框305a通過從發(fā)光元件306的安裝部分的附近向安裝面下方引出到透明環(huán)氧樹脂308的外部，盡量減少引線307露出的范圍內(nèi)該導(dǎo)線框305a埋入透明環(huán)氧樹脂308中的部分。另外，另一導(dǎo)線框305b也同樣，形成細長的平板形狀，與上述引出到導(dǎo)線框305b的樹脂外部的部分平行配置。
向垂直于Z軸的方向的輻射、所謂側(cè)面輻射的LED302向?qū)挼姆秶椛涔?，且求出充足的輻射強度，所以發(fā)光元件306使用大電流類型(高輸出類型)。例如圖39所示，在n型GaP基板311上依次形成n型AlInGaP包層312、具有發(fā)光層的層313、p型AlInGaP包層314、p型Ga窗口層315，另外，在p型GaP包層315上經(jīng)與該包層315歐姆接觸的AuZn觸點316形成Al結(jié)合片(正電極)317，并且，在n型GaP基板311下形成Au合金電極(負電極)318。
將這種構(gòu)成的發(fā)光元件306的負電極318安裝在導(dǎo)線框305a上，如上所述，用引線307結(jié)合正電極317與導(dǎo)線框305b的前端，向兩電極317、318之間施加所定電壓，從而發(fā)光元件306發(fā)光。該發(fā)光在各包層312、314中分別產(chǎn)生將載流子(電子與空穴)封入具有發(fā)光層的層313中的作用，在具有發(fā)光層的層313中，通過再耦合載流子來進行。
另外，由于發(fā)光元件306是大電流類型，所以發(fā)熱量變多。因此，在實施方式3A中，在安裝發(fā)光元件306的導(dǎo)線框305a、305b中，使用導(dǎo)熱系數(shù)高的銅合金材料(300W/m·k以上)，另外，如圖37所示，通過盡量減少埋設(shè)部分，提高向外部的放熱性，盡量不在發(fā)光元件306與導(dǎo)線框305a中積累熱，從而抑制發(fā)光元件306的溫度上升，可以防止對溫度有負的光輸出依賴的LED302的光輸出的降低?；蛘撸梢詫崿F(xiàn)基于高的通電電流設(shè)定的LED302的高光輸出化。例如，流過超過100mA的大電流，能夠得到大光量的光。
下面，說明這種構(gòu)成的LED302的發(fā)光動作。
若向LED302的導(dǎo)線框305a、305b施加電壓，則發(fā)光元件306發(fā)光。從發(fā)光元件306射出的光中、沿Z軸向正上方的光，從中央輻射面309直接穿透透明環(huán)氧樹脂308后直進，向外部輻射。另外，發(fā)光元件306發(fā)出的光中到達反射面309b的光由于到反射面309b的入射角大，所以全反射后射向側(cè)面輻射面310。這里，反射面309b因為形成上述反射形狀，所以被反射面309b反射的光全部在X-Y平面中被大致平行地輻射。另外，因為側(cè)面輻射面310形成以發(fā)光元件306為中心的球面的一部分，所以大致平行前進的光盡管由側(cè)面輻射面310稍向下折射，但大致不變地平行前進，沿Z軸360度的方向大致平面狀地輻射。
這里，圖40(a)～(c)是標準的發(fā)光元件的光度分布、光束分布、光束積分的特性圖，橫軸是相對中心軸的角度，縱軸分別是光度比、光束比、光束比。因為外端部相對Z軸所成角度θ1為70度，所以發(fā)光元件發(fā)出的光中約80％到達反射面309b后被反射，從側(cè)面輻射面310大致平面狀地輻射。另外，剩下的20％也未由側(cè)面輻射面310折射，而向相對Z軸成70度以上的方向輻射。
這樣，根據(jù)實施方式3A的LED302，在由透明環(huán)氧樹脂308密封作為光源的發(fā)光元件306的同時，鑄模形成作為光學(xué)面的中央輻射面309a、反射面309b、側(cè)面輻射面310，將反射面309b形成使以發(fā)光元件306位置的原點為焦點，并以X軸為對稱軸的拋物線的一部分繞中心軸Z旋轉(zhuǎn)的形狀的反射形狀，所以可以以理想的效率向側(cè)面輻射發(fā)光元件306發(fā)出的光。
另外，因為將透明環(huán)氧樹脂308的側(cè)面輻射面310形成以發(fā)光元件306為中心的球面的一部分的形狀，所以由反射面309b反射后大致平行前進的光在側(cè)面輻射面310大致不變地基本平行地前進，在Z軸360度的方向上大致平面狀地向外部輻射，并且，從發(fā)光元件306直接射向側(cè)面輻射面310的光不被側(cè)面輻射面310折射，以原來的方向外部輻射。因此，沒有在相對Z軸小的角度范圍內(nèi)輻射的光，可以大幅度提高從側(cè)面輻射面310作為一次光被控制后向側(cè)面方向外部輻射的光的輻射效率。
另外，由于透明環(huán)氧樹脂308的側(cè)面輻射面310形成以發(fā)光元件306為中心的球面的一部分，所以側(cè)面輻射面310形成錐形，在灌封模套(potting mould)或鑄模(casting mould)形成時不破壞透明環(huán)氧樹脂308地容易進行拔模。在逆錐形或垂直形狀中，不容易進行拔模，還會破壞透明環(huán)氧樹脂308。因此，可以用當前一般使用的制造方法和樹脂材料來制造，此時，可以使批量生產(chǎn)性、特性穩(wěn)定性提高。
但是，側(cè)面輻射面310也可以不是球面形狀，而是使用向圓筒形狀的中心側(cè)稍傾斜(例如約4度的梯度)的圓錐面的一部分的形狀。即使在該形狀下，也可以不破壞透明環(huán)氧樹脂308地容易進行脫模。也可以是其它容易脫模的形狀。
另外，在反射面309b的中央、即發(fā)光元件306的正上方形成中央輻射面309a，通過從中央輻射面309a周圍如反射面309b那樣彎曲，可以使LED302更薄。若不變形正上平面地彎曲，則需要拉長發(fā)光元件306與該正上界面的距離，因此厚度增加這么多，但這可以被消除。另外，中央輻射面309a不限于平坦面，也可以是凹面或凸面。
另外，因為在發(fā)光元件306的正上方有中央輻射面309a，所以可以從中央輻射面309a向外部輻射發(fā)光元件306射出的光中向正上方的光(垂直光)。因此，可以照射由LED302的中央輻射面309a與側(cè)面輻射面310構(gòu)成的照射面整個面。
另外，因為可以將反射面309b的直徑W減小到Φ10mm以下，所以不會產(chǎn)生透明環(huán)氧樹脂308的尺寸大時產(chǎn)生的樹脂固化時的殘留應(yīng)力引起的熱沖擊形成的裂紋。
另外，LED302也可以對應(yīng)于用途而不形成中央輻射面309a。此時，光不向Z軸方向輻射，但可以使由發(fā)光元件306發(fā)出的光與上述同樣由反射面309b向側(cè)面輻射面310方向反射。
另外，反射面309b也可以是使發(fā)光元件306或以其周圍為焦點的橢圓、拋物線、雙曲線之一的一部分繞發(fā)光元件306的中心軸Z旋轉(zhuǎn)的形狀，但也可以對于中心軸Z，將輻射線的對稱軸不足90度方向之輻射線的一部分，作成在中心軸Z的周圍旋轉(zhuǎn)的圓形的反射形狀。在這種反射面的形狀中，反射光也反射到斜上方。關(guān)于具有這種反射面的LED的使用用途，在后面敘述的實施方式B的變形例中進行說明。
另外，反射面309b也可以是使發(fā)光元件306或以其周圍為焦點的橢圓、拋物線、雙曲線之任一種的一部分，繞發(fā)光元件306的中心軸Z旋轉(zhuǎn)的形狀。另外，如圖41中L2所示，也可以是使用直線連接拋物線上多個點的線段的一部分，繞中心軸Z旋轉(zhuǎn)的形狀。另外，除繞中心軸Z旋轉(zhuǎn)的形狀外，只要是從中心軸Z方向看為橢圓形狀以及可以有效向側(cè)面方向輻射從發(fā)光元件306發(fā)出的光的形狀，也可以是非軸對稱形狀。
將導(dǎo)線框305a、305b說明為銅合金材料(導(dǎo)熱系數(shù)為300W/m·k以上)，但也可以是其它導(dǎo)熱系數(shù)高的材料，也可以不是300W/m·k以上。另外，在不將發(fā)光元件306設(shè)為大電流類型的情況下，也可以使用鐵合金等。
另外，作為LED302的第1變形例，如圖42(a)的平面圖和(b)的截面圖所示的LED302a那樣，將一對導(dǎo)線框322a、322b內(nèi)安裝發(fā)光元件306的導(dǎo)線框322a形成具有可以在寬范圍內(nèi)傳導(dǎo)發(fā)光元件306的熱，并使之分散可能的寬面積，以使在與透明環(huán)氧樹脂308的交界不產(chǎn)生裂紋，同時，連接在該寬面積部分的邊緣的細長平板形狀，邊緣部分處向下彎曲該細長平板形狀后引出到透明環(huán)氧樹脂308的外部，并盡量減少向樹脂308的埋設(shè)部分。另外，在圖42的實例中，將寬面積部分設(shè)為一對圓形，但只要具有可以分散熱的寬面積，則也可以是其它形狀。
在這種構(gòu)成的LED302a中，安裝發(fā)光元件306的導(dǎo)線框322a的被密封在透明環(huán)氧樹脂308中的部分形成向?qū)挿秶鷤鲗?dǎo)發(fā)光元件306的熱，并使之分散的寬面積，所以即使發(fā)光元件306為大電流類型并發(fā)熱量多，可以使從發(fā)光元件306直接傳導(dǎo)到透明環(huán)氧樹脂308的熱，以及從發(fā)光元件306經(jīng)導(dǎo)線框322a傳導(dǎo)到透明環(huán)氧樹脂308的熱分散到寬面積的導(dǎo)線框322a的整體中。
另外，因為將導(dǎo)線框322a的發(fā)光元件306的安裝面設(shè)為反射從發(fā)光元件306向下輻射的光的反射面，所以光學(xué)上是有利的。
下面，作為LED302的第2變形例，如圖43所示的LED302b那樣，在用小形狀的透明硅樹脂308s密封發(fā)光元件306后，也可以由透明環(huán)氧樹脂308來密封。此時，因為一旦由小形狀的透明硅樹脂308s密封發(fā)光元件306，則可以進一步緩和殘留應(yīng)力，延長壽命成為可能。另外，也可以在透明硅樹脂308s中混入熒光體，也可以使用透明硅樹脂308s以外的透光性材料。
下面，作為LED302的第3～第6變形例，可以分別是圖44、圖45、圖16、圖17所示的結(jié)構(gòu)。
下面，作為LED302的第7變形例，如圖46所示，將LED302g在直徑比基本形的反射鏡309形成得小的大致圓柱形狀的反射鏡309d的外周，形成單獨的環(huán)狀反射鏡309e，并形成反射鏡309f。在形成該反射鏡309f的情況下，例如在第1樹脂密封用模具中，如上所述，安裝發(fā)光元件306，且設(shè)置引線結(jié)合的一對導(dǎo)線框305a、305b(或?qū)Ь€框322a、322b)，流入透明環(huán)氧樹脂308a并固化。將通過該固化形成的反射鏡309d設(shè)置在第2樹脂密封用模具中，通過流入透明環(huán)氧樹脂308b并固化，形成環(huán)狀反射鏡309e。另外，也可以在事先分別制作的大致圓柱形狀的反射鏡309d中嵌入環(huán)狀反射鏡309e來形成。
如此形成的反射鏡309f的外形與基本形309同樣。因此，環(huán)狀反射鏡309e的外側(cè)面與基本形309同樣，為構(gòu)成以發(fā)光元件306為中心的球面的一部分的形狀。另外，大致圓柱形狀的反射鏡309d與環(huán)狀反射鏡309e的交界在本例中如圖所示垂直，但也可以是與基本形309同樣地構(gòu)成以發(fā)光元件306為中心的球面的一部分的形狀。
根據(jù)這種LED302g，因為將密封發(fā)光元件306、結(jié)合引線307和一對導(dǎo)線框305a、305b的透明環(huán)氧樹脂分離成第1透明環(huán)氧樹脂308a、308b，所以各樹脂308a、308b的體積比基本形的透明環(huán)氧樹脂308小，可以減少各自的殘留應(yīng)力。即，即使熱通過導(dǎo)線框305a從發(fā)光元件306和發(fā)光元件306傳導(dǎo)到各個透明環(huán)氧樹脂308a、308b，也由于各自的殘留應(yīng)力小，所以可以減小由于熱觸發(fā)的殘留應(yīng)力引起的熱膨脹。因此，可以防止由于熱膨脹而在發(fā)光元件306和導(dǎo)線框305a與透明環(huán)氧樹脂308a的交界處產(chǎn)生裂紋。
并且，即使在圖44、圖45、圖16、圖17所示結(jié)構(gòu)的LED中采用第7變形例中說明的分割透明環(huán)氧樹脂后形成反射鏡的結(jié)構(gòu)，也可以同樣防止裂紋的發(fā)生。
(實施方式3B)圖47是表示使用了根據(jù)本發(fā)明實施方式3B的LED的LED燈的整體構(gòu)成圖，(a)是平面圖，(b)是(a)的A～A截面圖，(c)是(b)的P部分的放大圖。
如圖47所示，LED燈301在圓盤形狀的主體中心裝載圖37所示的LED302，并由在LED02的周圍形成的同心圓階梯狀反射面303a的反射鏡303來包圍。后面將LED302的反射鏡309稱為第1反射鏡309，將上述反射鏡303稱為第2反射鏡303。
第2反射鏡303在由透明丙烯酸樹脂成形后，通過對上面實施鋁蒸鍍，形成反射面303a。各反射面303a如圖47(c)所示，相對X-Y平面約傾斜45度。
下面，參照圖47來說明作為使用這種構(gòu)成的LED302的應(yīng)用例的LED燈301的發(fā)光動作。若向LED302的導(dǎo)線板305a、305b施加電壓，則發(fā)光元件306發(fā)光。從發(fā)光元件306發(fā)出的光中、射向Z方向、即正上方的光從中央輻射面輻射到透明環(huán)氧樹脂308之外，透過覆蓋在LED燈301上的未圖示的透明前板后向外部輻射。另外，發(fā)光元件306發(fā)出的光中相對Z軸為60度以上范圍內(nèi)的光到達作為第1反射鏡的上面，由于這些光至上面的入射角大，所以全部被全反射后射向側(cè)面輻射面。這里，因為上面反射面形成使以發(fā)光元件306為焦點并將X軸設(shè)為對稱軸的拋物線的一部分繞Z軸旋轉(zhuǎn)的形狀，所以由上面反射的光全部在X-Y平面中平行前進，因為側(cè)面輻射面構(gòu)成以發(fā)光元件306為中心的球面的一部分，所以光基本上不變地平行前進，沿Z軸360度方向大致平面狀地向外部輻射。并且，因為側(cè)面輻射面構(gòu)成以發(fā)光元件306為中心的球面的一部分，所以從發(fā)光元件306直接到達側(cè)面輻射面的光不折射地前進，向外部輻射。從LED302在X-Y平面中大致平行輻射的光被第2反射鏡303的具有大致45度傾斜的反射面302a向大致Z軸方向反射，輻射到外部。
這樣，通過組合LED302與第2反射鏡303，可以形成大面積薄型燈具的LED燈301。另外，即使使用第1～第7變形例的LED302之一來代替LED302，也可以實現(xiàn)同樣的效果。
另外，在LED燈301中，LED302與第2反射鏡303的關(guān)系如圖48(a)和(b)中比較例所示，期望LED302相對第2反射鏡303小。這是因為LED302僅中央部被識別為發(fā)光點o，(a)中所示內(nèi)徑小的第2反射鏡303被識別為大致整體發(fā)光，而(b)所示的內(nèi)徑大的第2反射鏡303被識別為中空發(fā)光。
本LED302可以減小直徑，所以可以通過(a)所示的與第2反射鏡303的關(guān)系來構(gòu)成LED燈301。因此，可以看見基本上整體發(fā)光。
但是，在使用(b)所示內(nèi)徑小的第2反射鏡303的情況下，若使用圖44所示的LED302c或圖45所示的LED302d，則可以看見基本上整體發(fā)光。
另外，作為LED燈301的第1變形例，也可以如圖49所示，將在反射面309b中形成環(huán)狀透鏡309h、使發(fā)光元件306發(fā)出的光在中央輻射面309a以外輻射到上方的LED302h用于(b)的構(gòu)成中。
下面，作為LED燈301的第2變形例，有圖50所示的LED燈301a。用于該LED燈301a中的LED302i與LED302的不同之處在于，反射面309b構(gòu)成使不以發(fā)光元件306為焦點的拋物線的一部分，繞中心軸Z旋轉(zhuǎn)的圓形反射形狀。從而，LED302中從發(fā)光元件306射出后反射的光大致為平行光，相反，在LED302i中變?yōu)閿U散光。此時也與LED302同樣，因為作為一次光被控制后從側(cè)面輻射面310向外部輻射，結(jié)果，得到圖51所示的配光。另外，需要組合高度h1比圖47(b)的h高的第2反射鏡303c來構(gòu)成。但是，在LED302i中，在不產(chǎn)生側(cè)面的全反射或大的界面反射的范圍下，即使減少反射面對發(fā)光元件306的大小也無妨。
另外，圖38中示出相對至側(cè)面輻射面310的入射角的透過率。在作為臨界角θc的40度以上時，為全反射，透過率為0％，而即使是θc～5度以上，盡管不是全反射，但界面反射影響大。因此，進一步期望至側(cè)面輻射面310的入射角為θc～5度。
在這種LED燈301a中，光也從LED302h有效地向水平方向及斜上方輻射，該輻射光在第2反射鏡303c的反射面303a反射，所以可以將LED燈301a形成為有進深感的燈具。此時，還考慮通過設(shè)為90度～θc來消除迷光損耗的有效的外部輻射。
另外，作為LED燈301的變形例，可以如圖18所示使發(fā)光點分散來構(gòu)成第2反射鏡303，或如圖19所示，通過分割成扇形后分別改變長度來形成多邊形。另外，如圖13所示，也可以形成將圓形LED燈切斷成正方形或其一部分后使之組合的LED燈。并且，使用圖19所示的LED燈，也可以形成例如圖78、圖90所示的可以適用于汽車尾燈或剎車燈等的車輛用燈具。
(實施方式4A)圖52(a)是表示使用根據(jù)本發(fā)明實施方式4A的LED(發(fā)光二極管)的LED燈的整體構(gòu)成的平面圖，(b)是(a)的A-A截面圖，(c)是(b)的P部分的放大圖。
如圖52所示，本實施方式4A的LED燈401在圓盤形狀的主體中心裝載安裝了作為光源的發(fā)光元件406的LED402，由在LED02的周圍形成同心圓階梯狀反射面403a的反射鏡403包圍。這里，設(shè)發(fā)光元件406的垂直方向的中心軸為Z軸，設(shè)與該Z軸相交的發(fā)光元件406的上面為原點，設(shè)在該原點處水平方向的X軸與Y軸相交成直角。另外，在LED402中如后所述，一體包含反射從發(fā)光元件406發(fā)出的光的第1反射鏡。上述反射鏡403構(gòu)成第2反射鏡403。
第2反射鏡403在由透明丙烯酸樹脂成形后，通過對上面實施鋁蒸鍍，形成反射面403a。各反射面403a如圖52(c)所示，相對X-Y平面約傾斜45度。
下面，參照圖53和圖54來說明LED402的構(gòu)成。LED402如圖53和圖54所示，在隔著絕緣用間隙配置在X-Y平面上的一對導(dǎo)線框405a、405b中、將細長的平板形狀彎曲成L字形的導(dǎo)線框405a的上述原點位置上安裝發(fā)光元件406，上引線407結(jié)合發(fā)光元件406上面的電極與導(dǎo)線框405b的前端部，并且，由平坦的大致圓柱形狀的透明環(huán)氧樹脂(光透過性材料)408密封各導(dǎo)線框405a、405b的一部分、發(fā)光元件406、引線407。
該LED402的特征在于，通過用后述的作為第1反射鏡的透明環(huán)氧樹脂408(后面簡稱為樹脂408)密封發(fā)光元件406，一體化發(fā)光元件406與第1反射鏡，另外，通過將安裝了發(fā)光元件406的導(dǎo)線框405a從發(fā)光元件406的安裝部分的附近向安裝面下方彎曲成直角后，向透明環(huán)氧樹脂408的外部突出，從而盡量減少該導(dǎo)線框405a埋入透明環(huán)氧樹脂408中的部分。另外，另一導(dǎo)線框405b形成細長的平板形狀，與上述導(dǎo)線框405b中向樹脂外部突出的部分平行地配置。
發(fā)光元件406在盡量減少個數(shù)以將LED402的發(fā)光強度維持在所定值的同時，增加通過各LED402發(fā)光來識別的面積，使設(shè)計性提高，出于上述目的，例如使用圖55所示的大電流類型(高輸出類型)。該類型與實施方式3A的圖39中說明的同樣，所以省略說明。
另外，因為發(fā)光元件406是大電流類型，所以發(fā)熱量變多。因此，假設(shè)如圖56所示，在一對導(dǎo)線框420a、420b雙方都是細長平板形狀不變而直接通過水平地相對向配置在透明環(huán)氧樹脂408中后引出到外部的傳遞模塑法制造的情況下，從安裝發(fā)光元件406的導(dǎo)線框420a的安裝部分到向樹脂408的外部引出的埋設(shè)部分變長。這樣，細長的平板形狀的埋設(shè)部分越長，則從發(fā)光元件406產(chǎn)生的熱越難以放出到樹脂408的外部，發(fā)光元件406溫度變高，光度降低。另外，樹脂408與導(dǎo)線框420a、420b的熱膨脹系數(shù)不同，埋設(shè)部分的距離越長，則越容易產(chǎn)生加熱時的樹脂408與導(dǎo)線框420a、420b的剝離或樹脂408的裂紋或引線斷路。
因此，在本實施方式4A中，如圖53所示，在發(fā)光元件406的安裝部分附近向下方彎曲安裝發(fā)光元件406的導(dǎo)線框405a，縮短埋設(shè)部分，從而，在提高向外部的放熱性的同時，通過縮短導(dǎo)線框405的埋設(shè)部分，不會產(chǎn)生加熱時的樹脂408與導(dǎo)線框420a、420b的剝離或樹脂408的裂紋或引線斷路。另外，為了進一步提高向外部的放熱性，在導(dǎo)線框405a、405b中使用導(dǎo)熱系數(shù)高的銅合金等材料。
LED402的形狀如圖53和圖54所示，是作為透明環(huán)氧樹脂408的形狀的平坦的大致圓柱形狀，其上面409b的中心部分(發(fā)光元件406的正上部分)變?yōu)橹醒胼椛涿?09a，接著該中央輻射面409a，形成使以發(fā)光元件406的原點為焦點的X軸方向的拋物線的一部分，繞Z軸旋轉(zhuǎn)的大致傘狀的反射形狀(因此不是旋轉(zhuǎn)拋物面)，作為第1反射鏡409。后面，將第1反射鏡409中的反射面的形狀稱為反射形狀。
另外，第1反射鏡409的直徑設(shè)為可以使來自發(fā)光元件406的射出光大致沿水平方向全反射的尺寸。這里，設(shè)為射出光中相對Z軸為20度以上的范圍內(nèi)的光到達上面409b的尺寸。并且，LED402的側(cè)面410形成以發(fā)光元件406為中心的球面的一部分。將具有這種構(gòu)成的LED402固定在圓形LED燈401的中心。
這種構(gòu)成的LED燈401的光與實施方式3A中說明的同樣，所以省略說明。
另外，LED402中，在發(fā)光元件406的安裝部分附近向下方彎曲安裝了發(fā)光元件406的導(dǎo)線框405a后，引出到透明環(huán)氧樹脂408的外部，盡量減少向樹脂408的埋設(shè)部分。這樣，一旦向下方彎曲導(dǎo)線框405a后并引出到樹脂408的外部，則樹脂408中將發(fā)光元件406的安裝面在周圍延長到側(cè)面的水平面下方的部分比該水平面上方部分薄得多，所以與樹脂408向水平方向X突出相比，埋設(shè)部分大幅度減少。從而，在提高向外部的放熱性的同時，通過縮短導(dǎo)線框405的埋設(shè)部分，不會產(chǎn)生加熱時的樹脂408與導(dǎo)線框420a、420b的剝離或樹脂408的裂紋或引線斷路。
并且，因為在導(dǎo)線框405a中使用導(dǎo)熱系數(shù)高的材料，所以放熱性更高，從而可以進一步有效放熱。因此，即使向發(fā)光元件406通入大電流，也難以引起熱飽和，所以得到大的光輸出，故可以不受熱飽和限制而得到大的光輸出。另外，在本實施方式中，通過由反射鏡向正面方向輻射側(cè)面輻射的光，可以提供發(fā)光面積寬、且薄型的LED燈。由于LED是大的光輸出，所以即使增大發(fā)光面積，也可以保證充分的亮度。
另外，如圖57(a)的平面圖和(b)的截面圖所示的LED402a那樣，也可以在一對導(dǎo)線框432a、432b內(nèi)，使安裝發(fā)光元件406的導(dǎo)線框432a具有使發(fā)光元件406的熱向?qū)挿秶鷤鲗?dǎo)后分散可能的寬面積，同時，形成連接該寬面積部分的邊緣的細長平板形狀，將該細長平板形狀在邊緣部分向下方彎曲后引出到透明環(huán)氧樹脂408的外部，并盡量減少向樹脂408的埋設(shè)部分。另外，在圖57的實例中，雖將寬面積部分構(gòu)成為一對圓形，但只要具有可以分散熱的寬面積，也可以是四邊形、三角形等各種形狀。但是，因為尖的形狀易產(chǎn)生裂紋，所以期望帶R來避免。
在這種構(gòu)成的LED402a中，將安裝發(fā)光元件406的導(dǎo)線框432a的密封在透明環(huán)氧樹脂408中的部分，形成將發(fā)光元件406的熱傳導(dǎo)到寬范圍后分散的寬面積，所以即使發(fā)光元件406為大電流類型、發(fā)熱量多，也可以使從發(fā)光元件406直接傳導(dǎo)到透明環(huán)氧樹脂408的熱、以及從發(fā)光元件406經(jīng)導(dǎo)線框432a傳導(dǎo)到透明環(huán)氧樹脂408的熱分散到寬面積的導(dǎo)線框432a整體中。此外，通過縮短引線框的埋設(shè)部分，可以不在發(fā)光元件的安裝部分附近產(chǎn)生因透明環(huán)氧樹脂408與導(dǎo)線框432a、432b的熱膨脹系數(shù)不同引起的、加熱時的樹脂與導(dǎo)線框之間的剝離或樹脂的裂紋或引線斷路。另外，如圖57(c)所示，也可以在引出到透明環(huán)氧樹脂408的外部的導(dǎo)線框432a的部分設(shè)置多個風(fēng)扇432c，促進向外部放熱。
另外，作為LED燈401的變形例，可以如圖44、圖45、圖16、圖17所示構(gòu)成LED，或如圖18所示使發(fā)光點分散而構(gòu)成第2反射鏡，或如圖19所示分割成扇形后分別改變長度來形成多邊形。另外，如圖13所示，也可以形成將圓形LED燈切斷成正方形或其一部分后將其組合的LED燈。并且，也可以使用圖19所示的LED燈來形成例如圖78、圖90所示可以適用于汽車尾燈或剎車燈等的車輛用燈具中。
(實施方式5A)圖58和圖59中示出本實施方式5A的LED502的結(jié)構(gòu)。因為發(fā)光元件506是大電流類型，所以發(fā)熱量變多。因此，假設(shè)安裝了發(fā)光元件506的導(dǎo)線框505a如通常那樣細，則發(fā)光元件506和導(dǎo)線框505a中積累熱，變?yōu)楦邿?，容易在與透明環(huán)氧樹脂508的交界處產(chǎn)生裂紋。
因此，在本實施方式5A中，為了不在與透明環(huán)氧樹脂508的交界處產(chǎn)生裂紋，安裝了發(fā)光元件506的導(dǎo)線框505a具有可以使將發(fā)光元件506的熱傳導(dǎo)到寬范圍后分散的寬面積，同時，從透明環(huán)氧樹脂508中向外側(cè)突出的部分也具有可以盡量向外部導(dǎo)熱的寬面積。并且，在導(dǎo)線框505a、505b中使用導(dǎo)熱系數(shù)高的銅合金等材料。但是，在本實施方式5A中，將各導(dǎo)線框505a、505b的形狀形成為一對圓形，但只要具有可以分散熱的寬面積以不產(chǎn)生裂紋，也可以是四邊形、三角形等各種形狀。但是，因為尖的形狀易產(chǎn)生裂紋，所以期望帶R來避免。
另外，在LED502中，將安裝發(fā)光元件506的導(dǎo)線框505a的密封在透明環(huán)氧樹脂508中的部分設(shè)為將發(fā)光元件506的熱傳導(dǎo)到寬范圍后分散的寬面積。從而，即使發(fā)光元件506為大電流類型、發(fā)熱量多，也可以使從發(fā)光元件506直接傳導(dǎo)到透明環(huán)氧樹脂508的熱、以及從發(fā)光元件506經(jīng)導(dǎo)線框505a傳導(dǎo)到透明環(huán)氧樹脂508的熱分散到寬面積的導(dǎo)線框505a整體中。將導(dǎo)線框505a設(shè)為寬面積是因為在放熱之前分散殘留在透明環(huán)氧樹脂508中的熱的影響，同時，使之快速放熱到透明環(huán)氧樹脂508的外部。這是因為發(fā)光元件506產(chǎn)生的熱基本上通過透明環(huán)氧樹脂508的外部放熱板放熱。因此，從透明環(huán)氧樹脂508向外部突出的導(dǎo)線框505a的面積最好寬。
即，該導(dǎo)線框505a中從透明環(huán)氧樹脂508中向外側(cè)引出的部分具有可以盡量向外部導(dǎo)熱的寬面積，所以可以有效地向樹脂外部放出熱，可以加快放熱。
進而，因為在該導(dǎo)線框505a中使用導(dǎo)熱系數(shù)高的材料，所以可以更有效地使熱分散、放熱。因此，即使向發(fā)光元件506通入大電流，也難以引起熱飽和，所以得到大的光輸出，故可以不受熱飽和限地得到大的光輸出。
(變形例)圖60中示出LED502的變形例。
根據(jù)圖60所示的LED502e，因為將密封發(fā)光元件506、結(jié)合引線507和一對導(dǎo)線框505a、505b的透明環(huán)氧樹脂分離成第1與第2透明環(huán)氧樹脂508a、508b，所以各樹脂508a、508b的體積比基本形的透明環(huán)氧樹脂508小，可以減少各自的殘留應(yīng)力。即，即使熱經(jīng)導(dǎo)線框505a從發(fā)光元件506和發(fā)光元件506傳導(dǎo)到各個透明環(huán)氧樹脂508a、508b，也由于各自的殘留應(yīng)力小，所以可以減小由于熱觸發(fā)的殘留應(yīng)力引起的熱膨脹。因此，可以防止由于熱膨脹而在發(fā)光元件506和導(dǎo)線框505a與透明環(huán)氧樹脂508的交界處產(chǎn)生裂紋。
并且，即使在圖14～圖17所示結(jié)構(gòu)中采用圖60所示的分割透明環(huán)氧樹脂后形成第1反射鏡的構(gòu)成，也可以同樣防止裂紋的發(fā)生。
另外，也可以如圖18所示使發(fā)光點分散來構(gòu)成第2反射鏡，或如圖19所示分割成扇形后分別改變長度來形成多邊形。另外，如圖13所示，也可以形成將圓形LED燈切斷成正方形或其一部分后將其組合的LED燈。并且，也可以使用圖19所示的LED燈來形成例如圖78、圖90所示可以適用于汽車尾燈或剎車燈等的車輛用燈具中。
(實施方式6A)首先，參照圖61至圖63來說明本發(fā)明的發(fā)光二極管的實施方式6A。
首先，參照圖61來說明本實施方式6A的LED602的結(jié)構(gòu)。
如圖61所示，LED602在發(fā)光部603中安裝反射器部604。發(fā)光部603在豎設(shè)的1對導(dǎo)線605a、605b中的導(dǎo)線605a中安裝發(fā)光元件608，用未圖示的引線電連接了發(fā)光元件608與導(dǎo)線605b。將這些導(dǎo)線605a、605b的前端、發(fā)光元件608、引線設(shè)置在樹脂密封用模具中，由透明環(huán)氧樹脂樹脂密封成圖示的截面形狀。
這里，在發(fā)光部603上面603a的中心部分形成有微小的平坦面。接著該中心點，形成使以發(fā)光元件608的發(fā)光面的中心大致為焦點并將X軸方向設(shè)為對稱軸的拋物線的一部分繞Z軸旋轉(zhuǎn)傘形狀，作為二維方向輻射面的反射面603a。另外發(fā)光部603的側(cè)面形成以發(fā)光元件608為中心的球面的一部分。LED602的直徑為5mm。從發(fā)光元件608向上方輻射的光由反射面603a向大致水平方向反射，沿360度二維方向輻射。另外，從發(fā)光元件608向側(cè)面輻射的光從構(gòu)成球面的一部分的側(cè)面沿二維方向輻射。
這種小直徑的二維方向輻射的發(fā)光部603的批量生產(chǎn)性好，可靠性高，但光學(xué)上不利。因此，在發(fā)光部603的外側(cè)裝配環(huán)狀反射器部604。反射器部604由與發(fā)光部603相等的折射率的丙烯酸樹脂形成，由光學(xué)粘接劑物理、光學(xué)粘接。另外，未必是物理粘接。另外，發(fā)光部603與反射器部604稍有間隙，各自的界面大致平行，所以即使不使用光學(xué)粘接劑，光損耗也小，未必使用光學(xué)粘接劑。
另外，發(fā)光部603在密封發(fā)光元件608的同時，形成反射面603a，所以反射面603a可以接近發(fā)光元件608，也可以設(shè)為引線高度左右的0.3mm。通過接近，可以形成幾何學(xué)上大的立體角，與由其它部件形成反射面603a相比，光學(xué)上有利。
反射器部604的上面604a為與發(fā)光部603的上面603a連續(xù)的曲面，從發(fā)光元件608輻射后由反射器部604的上面604a反射的光大致水平地向360度二維方向輻射。這里，發(fā)光部603的外徑為Φ5，反射器部604的外徑為Φ20。參照圖62來說明裝配反射器部604引起的光學(xué)優(yōu)點。如圖62所示，僅在發(fā)光部603的情況下，僅向二維方向輻射距通過發(fā)光元件608的中心的垂線θ1角度內(nèi)的光，通過裝配反射器部604，向二維方向輻射距垂線θ2的角度內(nèi)的光，所以也可以有效向二維方向輻射在θ1～θ2的角度內(nèi)輻射的光。
另外，圖62是基于截面的二維顯示，但因為實際上是θ1～θ2范圍的立體角內(nèi)的光，所以得到顯著的效果。
參照圖63來說明使用這種本實施方式6A的發(fā)光二極管602的燈具。如圖63所示，使用本實施方式6A的LED602的燈具601，裝載作為在中心內(nèi)置發(fā)光元件的二維方向輻射光源的LED602，設(shè)置在其周圍的反射部件606的階梯狀表面中大致傾斜45度的部分606a形成反射面。另外，備有覆蓋它們的前面蓋透鏡607。若向LED602的導(dǎo)線605供電，則從裝配在LED602的發(fā)光部603周圍的反射器部604的側(cè)面向360度的二維方向輻射發(fā)光元件的光，這些光由反射部件606的反射面606a向大致垂直方向反射，從前面蓋透鏡607向外部輻射。
另外，這里所謂二維方向是指相對LED602的、至設(shè)置在其周圍的反射部件606的反射面606a的方向。嚴格講不是從LED602垂直于Z軸的平面方向，而是來自LED602的光可以有效地向設(shè)置在LED602周圍的反射面照射。
這樣，使用本實施方式6A的LED602的燈具601非常薄，有效利用從LED602輻射的光的大部分，從前面蓋透鏡607極有效地向外部輻射。
(實施方式6B)下面，參照圖64來說明本發(fā)明的發(fā)光二極管的實施方式6B。
如圖64所示，本實施方式6B的LED612中發(fā)光部603的結(jié)構(gòu)與實施方式6A同樣。但是，反射器部614的底面614b上升至發(fā)光元件608的安裝面附近，反射器部614變薄。由此，不僅從發(fā)光元件608向上方輻射的光、而且從發(fā)光元件608的側(cè)面向下方輻射的光相對反射器部614的底面614a的入射角也變大，超過臨界角，所以在反射器部614的底面614b全反射后，從反射器部614的側(cè)面向二維方向輻射。
另外，因為發(fā)光元件608具有大小，所以存在在反射器部614的上面614a反射后、如圖所示不向水平方向輻射、而向下方輻射的光，但這種光也在反射器部614的底面614b全反射，從反射器部614的側(cè)面向二維方向輻射。
由此，構(gòu)成從LED612向二維方向輻射的光量增加、輻射效率更好的二維方向輻射LED。
(實施方式6C)下面，參照圖65來說明本發(fā)明的發(fā)光二極管的實施方式6C。
如圖65所示，本實施方式6C的LED621中發(fā)光部603的結(jié)構(gòu)與實施方式6A同樣。但是，反射器部624的底面階梯狀形成，斜面部分構(gòu)成反射面624b，可以從上面603a、624a向二維方向反射的光在反射面624b向上方反射。向上方反射的光從反射器部624的上面624a向外部輻射，但此時由于上面624a中產(chǎn)生折射，所以為了使折射后的光大致垂直地向外部輻射，控制反射面624b的反射方向。另外，若反射面624b相對二維輻射光的角度為不是全反射的角度，則需要從外部對反射面624b實施金屬蒸鍍等鏡面處理，確保高的反射率。
這樣，通過在反射器部624的底面形成向大致垂直方向反射二維輻射光的反射面624b，形成實現(xiàn)作為小型燈具的作用的發(fā)光二極管621。
(實施方式6D)下面，參照圖66來說明本發(fā)明的發(fā)光二極管的實施方式6D。
如圖66所示，本實施方式6D的LED631中發(fā)光部603的結(jié)構(gòu)與實施方式6A同樣。但是，反射器部634的外形在上述各實施方式中為圓形，但在本實施方式6D中為橢圓形。另外，反射器部634的底面與實施方式6C同樣階梯狀形成，斜面部分構(gòu)成反射面634b，可以從上面603a、624a向二維方向反射的光在反射面634b向上方反射。向上方反射的光從反射器部634的上面634a向外部輻射，但此時由于上面634a中產(chǎn)生折射，所以為了使折射后的光大致垂直地向外部輻射，控制反射面634b的反射方向。另外，若反射面634b相對二維輻射光的角度為不是全反射的角度，則需要從外部對反射面634b實施金屬蒸鍍等鏡面處理，確保高的反射率。
并且，如圖66(a)所示，反射器部634的底面被分成8個區(qū)段，相鄰區(qū)段彼此的反射面634b彼此不同。另外，通過對應(yīng)于來自發(fā)光部603的照射密度使各反射面634b具有曲率，可以使發(fā)光二極管631整體的亮度變均勻。結(jié)果，在從上方看的情況下，發(fā)光二極管631整體的亮度均勻，可以得到閃光的自然圖象的發(fā)光二極管。并且，得到在發(fā)光二極管631熄燈時、外部光反射、整體均勻地閃光的美觀性非常好的發(fā)光二極管。
(實施方式6E)下面，參照圖67來說明本發(fā)明的發(fā)光二極管的實施方式6E。
如圖67所示，本實施方式6E的LED651與上述各實施方式不同，由光源部653和反射部654構(gòu)成。即，光源部653在豎設(shè)的一對導(dǎo)線655a、655b中的導(dǎo)線655a中安裝發(fā)光元件608，發(fā)光元件608與導(dǎo)線655b通過未圖示的引線取得電連接。將這些導(dǎo)線655a、655b的前端、發(fā)光元件608、引線設(shè)置在樹脂密封用模具中，通過透明環(huán)氧樹脂來樹脂密封成圖示的圓錐形與圓柱形連接的形狀。
另外，由具有與透明環(huán)氧樹脂相同折射率的丙烯酸樹脂構(gòu)成、在中央部分具有與光源部653的圓錐部分對應(yīng)的凹部的反射部654在圓錐部分通過光學(xué)粘接劑物理、光學(xué)地粘接著。而且，未必是物理粘接。另外，光源部653與反射部654稍有間隙，各自的界面大致平行，所以即使不使用光學(xué)粘接劑，光損耗也小，未必使用光學(xué)粘接劑。
反射部654的上面654a為將來自發(fā)光元件608的光大致向二維平行方向反射的二維方向反射面。因此，一旦向一對導(dǎo)線655a、655b供電，使發(fā)光元件608發(fā)光，則向上方由上面654a反射的光大致水平地向360度二維方向反射，從反射部654的側(cè)面向外部輻射這樣，即使不使具有向二維平面方向反射光的二維方向反射面的發(fā)光部與反射器部組合，也可以構(gòu)成以高的輻射效率向二維方向輻射光的發(fā)光二極管。另外，反射部654未必僅限于結(jié)合在光源部653的圓錐部分上，也可以結(jié)合到其下的光源部653的圓柱部分上。
在上述6A～6E的各實施方式中，雖假設(shè)使用紅色發(fā)光元件用作發(fā)光元件的情況，但即使使用其它顏色的發(fā)光元件也無妨。另外，雖在發(fā)光部和光源部中使用透明環(huán)氧樹脂作為密封發(fā)光元件的光透過性材料，但也可以使用以透明硅樹脂為主的其它材料。
另外，發(fā)光部的上面中心部分的平坦面也可以是凹面或凸面，或者從中心部分形成反射面。反射面不限于使經(jīng)X軸為對稱軸的拋物線的一部分繞Z軸旋轉(zhuǎn)的形狀，即使是以發(fā)光元件或以發(fā)光元件周邊為焦點的橢圓、拋物線、雙曲線或與這些近似曲線的一部分繞Z軸旋轉(zhuǎn)的形狀也可以向所定范圍輻射光。
另外，在上述6A～6E的各實施方式中，雖將反射器部和反射部的外形設(shè)為圓形或橢圓形，但也可以是其它形狀。并且，雖使用丙烯酸樹脂作為反射器部和反射部的材料，但若具有與發(fā)光部的密封材料相同的折射率，則可以使用任何材料。
發(fā)光二極管的其它部分的結(jié)構(gòu)、形狀、數(shù)量、材質(zhì)、大小、連接關(guān)系等不限于上述各實施方式。
(實施方式7A)首先，參照圖68和圖70來說明本發(fā)明的發(fā)光器的實施方式7A。
如圖68所示，本實施方式7A的發(fā)光器701在構(gòu)成主體的反射板702中，中心方向向下地以約45度的角度形成各種形狀的反射面(光學(xué)控制面)703，構(gòu)成中心部分從反射板702的外周702a向下一級的底部702b。在該底部702b的中心裝配作為面狀輻射光的光源的LED704。從LED704向360度方向面狀輻射的光在各反射面703上被反射，向紙面前側(cè)輻射。
下面，圖70所示的LED704的結(jié)構(gòu)及輻射原理由于與實施方式2的圖26(a)、(b)所示的發(fā)光元件同樣，所以省略說明。
根據(jù)本實施方式7A的發(fā)光器701，可以形成薄型、高效、不使效率降低地對應(yīng)于不同形狀的發(fā)光器。另外，如圖68所示，對于從LED704以360度面狀發(fā)出的光，由光學(xué)控制面703反射的光的角度范圍因光輻射方向的圓周方向而不同。即，從LED704接收光的光學(xué)控制面703的幅度可以寬可以窄。因此，縱橫非對稱情況下的配光控制也可以僅通過反射板702來實現(xiàn)。并且，作為光源的LED704具有相對向發(fā)光元件706向發(fā)光元件706的側(cè)面方向輻射光的反射面709，所以可以構(gòu)成以單一組件面狀輻射光的光源。另外，通過從光源向周向、輻射方向等分割光學(xué)控制面，可以在任意位置上配置反射面。因此，可以進行基于反射光的光的設(shè)計，可以增加設(shè)計性。
(實施方式7B)下面，參照圖71來說明本發(fā)明的發(fā)光器的實施方式7B。
如圖71所示，本實施方式7B的發(fā)光器721是縱橫非對稱的情況的一例。即，反射板722在圖示中構(gòu)成左邊長、右邊短的梯形形狀。另外，與實施方式7A同樣，在反射板722中，中心方向向下地以約45度的角度形成各種形狀的反射面(光學(xué)控制面)723，構(gòu)成中心部分從反射板722的外周722a向下一級的底部722b。在該底部722b的中心裝配作為面狀輻射光的光源的LED704。從LED704向360度方向面狀輻射的光在各反射面723上被反射，向圖80的紙面前側(cè)大致垂直地輻射。
即使在反射板722是這種形狀的情況下，也可以階梯狀地沿一個方向在多個部位設(shè)置光學(xué)控制面，可以隨著方向來拓寬或縮窄反射面的幅度。因此，在反射板722的幅度變窄的圖示右側(cè)，增加階梯的級數(shù)，增多一個方向的反射面的個數(shù)，另外，縮窄反射面的幅度，使反射面的密度增加。從而，圖示右側(cè)的每單位面積的反射光量增加，與圖示左側(cè)反射的光量取得平衡。
這樣，在本實施方式7B的發(fā)光器721中，即使在反射板722的形狀縱橫非對稱的情況下，也可以構(gòu)成將期望部位設(shè)為發(fā)光面來輻射光的發(fā)光器。
(實施方式7C)下面，參照圖72和圖73來說明本發(fā)明的發(fā)光器的實施方式7C。
如圖72和圖73所示，本實施方式7C的發(fā)光器711與實施方式7A同樣，在構(gòu)成主體的反射板712中，中心方向向下地以約45度的角度形成各種形狀的反射面(光學(xué)控制面)713，構(gòu)成中心部分從反射板712的外周712a向下一級的底部712b。在該底部712b的中心裝配了作為面狀輻射光的光源的LED704。從LED704向360度方向面狀輻射的光在各反射面703上被反射，向圖72的紙面前側(cè)大致垂直地輻射。
這里，如圖72所示，與實施方式7A不同，在LED704的周圍沿各方向設(shè)置2級或3級反射面713，因此，相對從光源的輻射方向，在多個部位形成光學(xué)控制面713。
由此，如圖72所示，與實施方式7A的發(fā)光器701相比，發(fā)光點715的密度飛躍提高。即使增大反射板的面積，也可以保證發(fā)光點715的密度。
這樣，在本實施方式7C的發(fā)光器711中，可以形成薄型、高效、不使效率降低地對應(yīng)于不同形狀的發(fā)光器。并且，因為相對從光源的輻射方向在多個部位設(shè)置光學(xué)控制面，也可以對應(yīng)于縱橫比大的形狀，提高發(fā)光點密度。另外，因為也從形成于LED704中央部的中央輻射面709a向外部輻射，所以LED704的中央部也構(gòu)成發(fā)光點，反射板中央部不會變暗，作為發(fā)光器，可以實現(xiàn)平衡好的發(fā)光點715的分布。
(實施方式7D)下面，參照圖74來說明本發(fā)明的發(fā)光器的實施方式7D。
本實施方式7D的發(fā)光器的光源714與實施方式7A～7C同樣裝配在反射板的底部。如圖74所示，該光源714由用透明環(huán)氧樹脂來樹脂密封發(fā)光元件706的燈型LED719、和位于其上方的光透過性材料所構(gòu)成的反射鏡716構(gòu)成。另外，反射鏡716的底面構(gòu)成菲涅爾透鏡718。
在這種構(gòu)成的光源714中，從發(fā)光元件706的發(fā)光面發(fā)出的光由凸透鏡型的透明環(huán)氧樹脂720聚光后，從LED719輻射，到達反射鏡716底面的菲涅爾透鏡718。由菲涅爾透鏡718沿大致垂直方向聚光的光在反射鏡716上面的加工成圓錐形的反射面717上全反射，沿大致水平方向向360度方向反射。另外，這里，在反射鏡716底面形成菲涅爾透鏡718是因為由于若將透鏡型LED設(shè)為聚光度高的LED，則聚光光的輻射效率低，LED719的聚光度不太高，通過合用菲涅爾透鏡718，增加有效光量。
這樣，本實施方式7D的光源714構(gòu)成輻射面狀光的光源，與實施方式7A～7C的LED704同樣，用作發(fā)光器的光源。
(實施方式7E)下面，參照圖75來說明本發(fā)明的發(fā)光器的實施方式7E。
本實施方式7E的發(fā)光器的光源724與實施方式7A～7C同樣裝配在反射板的底部。如圖75所示，該光源724由用透明環(huán)氧樹脂730來樹脂密封發(fā)光元件706和杯形反射鏡729的反射型LED728、和位于其上方的光透過性材料所構(gòu)成的反射鏡726構(gòu)成。另外，反射型LED728的反射鏡729形成為以發(fā)光元件706為焦點的旋轉(zhuǎn)拋物面形。
在這種構(gòu)成的光源724中，從發(fā)光元件706的發(fā)光面(下面)發(fā)出的光由旋轉(zhuǎn)拋物面形的反射鏡729大致垂直地向上方反射后，從LED728輻射，入射到反射鏡726。大致垂直入射的光在反射鏡726上面的加工成圓錐形的反射面727上全反射，沿大致水平方向向360度方向反射。此時，因為將LED28的輻射光作為大致平行光，即使提高聚光度，輻射效率也高，所以即使不在反射鏡726的底面上形成菲涅爾透鏡，也可以增加有效光量。并且，通過用光學(xué)粘接劑粘接反射鏡726與LED728，不產(chǎn)生在LED728的反射面與反射鏡726的入射面產(chǎn)生的界面反射。另外，也可以一體形成LED728與反射鏡726。
這樣，本實施方式7E的光源724變?yōu)檩椛涿鏍罟獾墓庠矗c實施方式7A～7C的LED724同樣，可以用作發(fā)光器的光源。
(實施方式7F)下面，參照圖76來說明本發(fā)明的發(fā)光器的實施方式7F。
本實施方式7F的發(fā)光器的光源734與實施方式7A～7C同樣裝配在反射板的底部。如圖76所示，該光源734使光輻射面向外側(cè)地，將8個類似于實施方式7D的燈型LED719的小型燈型LED735排列成圓形。另外，由于小型燈型LED735在垂直于紙面的方向上薄，密封成截面為橢圓形的形狀，所以構(gòu)成在垂直于紙面的方向上光不擴散、向360度方向輻射面狀光的光源。
這樣，本實施方式7F的光源734變?yōu)橥ㄟ^僅將扁平燈型LED735配置成圓形的簡單結(jié)構(gòu)來輻射面狀光的光源，與實施方式7A～7C的LED704同樣，可以用作發(fā)光器的光源。
(實施方式7G)下面，參照圖77來說明本發(fā)明的發(fā)光器的實施方式7G。
本實施方式7G的發(fā)光器的光源744也與實施方式7A～7C同樣裝配在反射板的底部。如圖77所示，該光源744使光輻射面向外側(cè)地，將8個類似于實施方式7E的反射型LED728的小型反射型LED745排列成圓形。另外，由于小型反射型LED745的反射鏡被制成垂直于紙面的方向薄的扁平形狀，所以構(gòu)成在垂直于紙面的方向上光不擴散、向360度方向輻射面狀光的光源。
這樣，本實施方式7G的光源744變?yōu)橥ㄟ^僅將扁平反射型LED745配置成圓形的簡單結(jié)構(gòu)來輻射面狀光的光源，與實施方式7A～7C的LED704同樣，可以用作發(fā)光器的光源。
(實施方式7H)下面，參照圖78來說明本發(fā)明的燈具的實施方式7H。
如圖78所示，本實施方式7H的燈具741使用6個實施方式7A的發(fā)光器701來構(gòu)成。這6個發(fā)光器701彼此高度不同地在燈具容器中配置成2列3級，發(fā)光面越向上則越深。另外，對各發(fā)光器701的上面701a和側(cè)面701b以及覆蓋燈具741的容器的燈具內(nèi)壁742實施平滑、反射率高的鋁涂層。
從各發(fā)光器701的光源輻射的光中、相對水平方向成一定角度的光在光學(xué)控制面不被反射地到達露出的發(fā)光器1的上面701a或側(cè)面701b或燈具內(nèi)壁742。因為這些面實施鋁涂層，光的反射率高，所以反射大量的光，輻射到燈具741外。因此，即使在燈具741的照射方向的范圍外，也可以識別燈具741的光。從而構(gòu)成可以識別燈具的光的范圍寬的燈具741。
(實施方式7I)下面，參照圖79和圖80來說明本發(fā)明的發(fā)光器的實施方式7I。
如圖79所示，在本實施方式7I的發(fā)光器743的反射面中，在圓周方向上相鄰的光學(xué)控制面747的位置在半徑方向上各不相同。由此，露出光學(xué)控制面747的側(cè)面一部分，形成斜向反射面748。
在這種反射面中，如圖80所示，錯開中心來配置光源704的位置。通過如此使光源704與中心錯開，如箭頭所示，光不僅抵達施以陰影的光學(xué)控制面747，而且還抵達側(cè)面的斜向反射面748。因此，當從由光學(xué)控制面747反射的方向范圍之外看發(fā)光器743時，可以在相鄰光學(xué)控制面747的位置因半徑方向而不同地形成的斜向反射面748上確認光的反射，構(gòu)成識別角度大的發(fā)光器。
在上述各實施方式中，假設(shè)使用紅色發(fā)光元件用作發(fā)光元件的情況，但即使使用其它顏色的發(fā)光元件也無妨。另外，雖在LED中使用透明環(huán)氧樹脂作為密封發(fā)光元件的光透過性材料，但也可以使用以透明硅樹脂為主的其它材料。發(fā)光器的其它部分的結(jié)構(gòu)、形狀、數(shù)量、材質(zhì)、大小、連接關(guān)系等不限于上述各實施方式。
(實施方式7J)首先，參照圖81至圖83來說明本發(fā)明的發(fā)光器的實施方式7J。
如圖81所示，本實施方式7J的發(fā)光器751在構(gòu)成主體的反射板752中角度邊緩慢變化，邊形成反射面(光學(xué)控制面)753a、753b、753c、753d、…，構(gòu)成第1反射面753，垂直于最下部的光學(xué)控制面753a的方向矢量相對Z軸的角度最大，垂直于最上部的光學(xué)控制面753d的方向矢量相對Z軸的角度最小，中心部分構(gòu)成從反射板752的外周752a向下一級的底部752b。在該底部752b的中心裝配作為面狀輻射光的光源的LED754。從LED754向360度方向面狀輻射的光在第1反射面753反射，相對LED754中的發(fā)光元件的中心軸(Z軸)向傾斜方向輻射。
圖82所示的LED754的結(jié)構(gòu)和光與圖26所示的實施方式2的LED同樣，所以省略說明。
下面，參照圖83來說明將發(fā)光器751應(yīng)用于汽車后燈的情況。如圖83所示，即使是在汽車的后燈763的前后方向有R的傾斜部位764處，由于發(fā)光器為751薄型且向斜向輻射大致平行的光，所以可以接近于傾斜部位(R)764來配置。從而，與以前的后燈相比，可以實現(xiàn)在幅度的空間節(jié)省，可以得到高的外部輻射效率。
這樣，本實施方式7J的發(fā)光器751可以構(gòu)成薄型、可以沿傾斜配置、能得到高的外部輻射效率的發(fā)光器。
(實施方式7K)首先，參照圖84來說明本發(fā)明的發(fā)光器的實施方式7K。
如圖84所示，本實施方式7K的發(fā)光器771與實施方式7J同樣，在構(gòu)成主體的反射板772A的中心，安裝有與實施方式7J同樣作為面狀輻射光的光源的LED754。另外，將在LED754的周圍形成傘形狀的圓盤狀透明光學(xué)體775裝配在基板772A上。在光學(xué)體775的下面，角度邊緩慢變化，邊形成反射面(光學(xué)控制面)773a、773b、773c、773d、…，垂直于最下部的光學(xué)控制面773a的方向矢量相對Z軸的角度最大，垂直于最上部的光學(xué)控制面773d的方向矢量相對Z軸的角度最小。另外，光學(xué)體775的上面形成階梯狀，階梯的圖示水平方向的面775a大致垂直于幅各反射面773a、773b、773c、773d、…反射的LED754的光的輻射方向。
在具有這種構(gòu)成的發(fā)光器771中，從LED754向大致平行于X軸方向的方向在360度方向輻射的光入射到光學(xué)體775后，由第1反射面773反射后，分別向圖示上方大致垂直方向反射。因為光學(xué)體775上面的階梯狀面中水平面大致垂直于圖示垂直方向，所以反射后的光在光學(xué)體775的界面處不折射，直接以高的外部輻射效率沿圖示的垂直方向輻射。
這樣，本實施方式7K的發(fā)光器771可以構(gòu)成薄型、可以沿傾斜配置、能得到高的外部輻射效率的發(fā)光器。另外，在本實施方式7K中，雖然光學(xué)體775的第1反射面773的反射基于全反射，但也可以對第1反射面773的外側(cè)實施金屬電鍍、金屬蒸鍍等。
(實施方式7L)下面，參照圖85來說明本發(fā)明的發(fā)光器的實施方式7L。
如圖85所示，本實施方式7L的發(fā)光器781A也在反射板782A中形成第1反射面783A，作為多個光學(xué)控制面的集合體。另外，在反射板782A的底面782b的中央設(shè)置與實施方式7J、7K同樣的LED754。本實施方式7L的發(fā)光器781A設(shè)定各光學(xué)控制面的角度和方向，以向相同方向反射在這些多個光學(xué)控制面反射的反射光。這里，所謂“角度”是指作為光源的LED754的面狀光相對光輻射面的角度，所謂“方向”是指LED754相對光輻射方向的角度。
例如圖85所示，即使光學(xué)控制面的“角度”為45度，但若方向相對LED754的半徑方向不是直角而傾斜α度，則反射光的方向不是正上(紙面前方)，而成為傾斜。不用說，也可以通過使光學(xué)控制面的角度變化來自由改變反射光的方向。因此，通過準確設(shè)定各光學(xué)控制面的角度和方向，可以在所定的傾斜方向上集中反射光。從而，該方向的光量大幅度增大，外部輻射效率提高。
在上述各實施方式中，假設(shè)使用紅色發(fā)光元件用作發(fā)光元件的情況，但即使使用其它顏色的發(fā)光元件也無妨。另外，雖在LED中使用透明環(huán)氧樹脂作為密封發(fā)光元件的光透過性材料，但也可以使用以透明硅樹脂為主的其它材料。發(fā)光器的其它部分的結(jié)構(gòu)、形狀、數(shù)量、材質(zhì)、大小、連接關(guān)系等不限于上述各實施方式。
(實施方式7M)圖86是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式7M的汽車的組合燈的示意構(gòu)成的立體圖。
圖86所示的組合燈800如下構(gòu)成。從箭頭Z方向的正面連續(xù)開口到箭頭X1方向的一個側(cè)面，在內(nèi)部變?yōu)榭斩吹纳w801中，通過水平地不同調(diào)試配置兩個隔板802，以等間隔將內(nèi)部區(qū)分成橫向3列，在各列中配置橫向3級的臺座803，在臺座803的各正面上固定了LED燈701A。另外，對蓋801內(nèi)部的內(nèi)壁的天井面801a、底面801b、側(cè)面801c、隔板802的上面802a、802b、與臺座803的上面803a、803b實施鋁蒸鍍。換言之，對蓋801內(nèi)部全部實施鋁蒸鍍。
另外，各LED燈701A如作為圖86的C～C截面圖的圖87所示，使LED704與反射鏡703組合后構(gòu)成。LED704裝配在LED裝配基板810上。LED裝配基板810如圖88的立體圖所示，形成與蓋801中的上述3列3級結(jié)構(gòu)的臺座803部分的里面對應(yīng)的形狀，在各橫向3列中平行形成基于鋁或銅等蒸鍍的2條獨立的配線圖案811a、811b。在該配線圖案811a、811b上焊接了各LED704的一對導(dǎo)線框705a、705b。另外，形成各配線圖案811a、811b的LED裝配基板810構(gòu)成左右對稱結(jié)構(gòu)。
對應(yīng)設(shè)置導(dǎo)線框705a、705b的固定位置，使LED704突出于圖87所示的各反射鏡703的中央設(shè)置的貫穿孔中，如圖89所示固定。即，在LED裝配基板810上的所定位置處固定絕緣材料的曲柄狀LED裝配部813，若將導(dǎo)線框705a、705b嵌合在LED裝配部813的凹部中，則裝配在對應(yīng)于反射鏡703的貫穿孔的位置上。也可以在固定后將導(dǎo)線框705a、705b焊接在各配線圖案811a、811b上。
如圖87所示，將通過焊接完成的LED裝配基板810抵住蓋801的里面，使LED704對準各反射鏡703的貫穿孔，突出到外側(cè)，完成裝配。即，可以容易進行裝配。
LED燈701A的結(jié)構(gòu)和輻射原理與圖52所示的實施方式4同樣，所以省略說明。
根據(jù)本實施方式，不會象以前那樣中途妨礙地輻射從光源(LED704)直接射出的光，該輻射光在蓋801的內(nèi)面整體中高效反射，所以可以形成更亮的組合燈800，不僅可以使來自汽車正后方的光、還可以使來自上下左右的光的識別性也提高。
(實施方式7N)圖90表示根據(jù)實施方式7N的汽車用后組合燈800A，向具有與實施方式7M同樣結(jié)構(gòu)的部分附加共同的引用數(shù)字，所以省略重復(fù)說明。在該后組合燈800A中，橫向1列地設(shè)置3個、縱向配置3級具有作為周圍反射器的第2反射鏡703與LED704并形成橢圓形的LED燈701A，支撐固定在臺座803上，用由具有透光性的樹脂形成的蓋801來覆蓋后組合燈的正面。另外，對蓋801內(nèi)部全部實施鋁蒸鍍，形成光反射面。
圖91示出在圖90的J～J部切斷的截面，將LED燈701A配置成局部相對進深方向(Z方向)重復(fù)，設(shè)置成位于紙面左側(cè)的LED燈701A配置得比位于其右側(cè)的LED燈701A更靠前。
第2反射鏡703具有將LED704配置在中心后將多個反射面配置成同心圓形的構(gòu)成。
LED704在電連接于設(shè)置在背后的裝配基板上的同時，定位成相對第2反射鏡703配置在所定位置上。
根據(jù)上述實施方式7N，因為在蓋801內(nèi)沿進深方向重復(fù)配置橢圓狀的多個LED燈701A，所以在點亮LED燈701A時可以得到基于反射圖案的嶄新視覺性。另外，即使當LED燈701A未點亮?xí)r(例如白天時)，透過蓋801后從外部入射的光也在后組合燈的第2反射鏡703的包含光反射面上被反射，實現(xiàn)有進深感的美觀性，提供嶄新視覺性。另外，LED燈701A的個數(shù)和排列不限于圖示的結(jié)構(gòu)。另外，配置也同樣，例如也可以將配置在一列中央的LED燈701A配置在比相鄰的其它兩個LED燈701A更靠前側(cè)或內(nèi)側(cè)。
另外，因為可以不依賴于透鏡等光學(xué)部件而通過基于第2反射鏡703的反射的光學(xué)控制來確保作為燈具的配光特性，所以可以將蓋801形成一般結(jié)構(gòu)，可以在點亮?xí)r照射有透明感的光。另外，因為即使在非點亮?xí)r也可以識別蓋801的內(nèi)部，所以可以得到基于第2反射鏡703的形狀的嶄新視覺性。另外，除蓋801使用無色外，例如也可以使用著色成紅、黃、橙等顏色的蓋。
另外，也可以通過透鏡等光學(xué)部件來控制作為燈具的配光特性。例如，也可以在蓋801的光透過部分形成透鏡。
(實施方式7P)圖92表示根據(jù)實施方式7P的汽車用后組合燈800B的截面，LED燈701A與實施方式7J中說明的同樣，具有由相對LED704的發(fā)光元件(未圖示)的中心軸方向具有傾斜并輻射光來形成的反射面703a、703b、703c、703d構(gòu)成的第2反射鏡703，沿蓋801的內(nèi)面配置。另外，圖中一體設(shè)置LED燈701A的第2反射鏡703，但也可以分別獨立形成，沿蓋801的內(nèi)面配置。其它結(jié)構(gòu)與實施方式7S同樣，對相同結(jié)構(gòu)附加共同的引用數(shù)字，所以省略重復(fù)說明。
根據(jù)上述實施方式7P，因為沿蓋801的內(nèi)面配置LED燈701A，所以可以提供能降低向車體側(cè)的突出量、薄型的后組合燈800B。
(實施方式8A)參照圖93至圖94來說明本發(fā)明的燈具的實施方式8A。
如圖93所示，本實施方式8A的燈具901裝載中心內(nèi)置發(fā)光元件902的作為輻射光源的LED903，對配置在其周圍的合成樹脂蒸鍍鋁構(gòu)成的反射器主體904的表面中的斜線部分構(gòu)成由多個區(qū)段905a、905b構(gòu)成的反射器904a、904b。如圖93(b)的截面圖中所示，反射器904a、904b的區(qū)段905a、905b變?yōu)榇笾?5度的斜面，向上方(Z軸方向)反射從向LED903的相對向的發(fā)光元件902的發(fā)光面的二維方向反射的光學(xué)面909b向二維方向反射的光。
這里，所謂二維方向是指向相對LED903、在其周圍設(shè)置的區(qū)段905a、905b構(gòu)成的反射器904a、904b形成的面的方向。嚴格講，不是從LED903向垂直于Z軸的平面方向，而是來自LED903的光高效照射到設(shè)置在LED903周圍的反射器面上的方向。
因為內(nèi)周的反射器904a接近LED903，所以內(nèi)周的反射器904a的區(qū)段905a都是平面，由8面的區(qū)段905a形成正八邊形。相反，外周的反射器904b的區(qū)段905b如圖94所示，A～A截面的表面變?yōu)樯园枷莸那妗?br> LED903的結(jié)構(gòu)和輻射原理與實施方式1A中使用的圖12或?qū)嵤┓绞?A中使用的圖16所示的LED同樣，所以省略說明。
在LED903周圍有具有大致45度傾斜的反射器904a，但以在上面909b反射后在X-Y平面中大致平行前進的光為主，從側(cè)面910直接輻射的光也在X-Y平面中平行接近，所以由反射器904a反射的光分別基本上接近垂直地向上方前進，在距Z軸至少20度的范圍內(nèi)向外部輻射。另外，上述表現(xiàn)為“平行”的光也由于存在發(fā)光元件902的大小而不完全平行，但任一光都大致平行，確實進入至少距Z軸20度的范圍內(nèi)。
另一方面，反射器904a外周的反射器904b也反射從LED903向二維方向輻射的光，但如上所述，由于反射器904b的長的方向為凹曲面，所以聚光，亮度提高，向上方反射。從而，光的強度與距光源的距離的平方成反比地衰減，但距光源LED903的距離近、則衰減率小的反射器904a的反射光，由平面的反射器904不聚光而向上方反射。相反，距光源LED903的距離遠、則衰減率大的反射器904b的反射光由凹曲面的反射器904b聚光后向上方反射。另外，從形成于LED903的中心部分的中央輻射面909a，向Z軸方向外部輻射的光不到達設(shè)置在LED903周圍的反射器904，直接向外部輻射。
發(fā)光元件為LED，將電能直接變換為溝通，所以不象白熾燈的燈絲那樣有高溫部位。另外，因為發(fā)光元件尺寸微小，所以可以提高光學(xué)控制效率。并且，在LED自身中具有用于向二維方向輻射來自發(fā)光元件的光的反射鏡，并且該反射鏡通過透明環(huán)氧樹脂來密封發(fā)光元件的同時模制成型，所以不象現(xiàn)有例那樣部件個數(shù)多，使發(fā)光元件與向二維方向輻射用的反射鏡的定位不費時間，容易實現(xiàn)高的位置精度。
結(jié)果，在從上方(Z軸方向遠方)識別的情況下，通過來自LED903的直接光和聚光調(diào)整后來自各反射器區(qū)段的輻射光，可以構(gòu)成燈具901的整體亮度均勻閃光的自然圖象的燈具。并且，燈具901可以形成在熄滅時外部光反射后整體均勻閃光的美觀性非常好的燈具。
下面，參照圖95、圖96來說明本實施方式8A的燈具901的變形例。圖95的變形例中在反射器904b的區(qū)段905b的A～A方向上表面沒有曲率，在B～B方向上有凹曲率。另外，圖96的變形例中，兩個方向上有凹曲率，在任一外側(cè)的反射器904b中，作為燈具，都需要聚光度。
并且，作為其它變形例，也可以內(nèi)側(cè)的區(qū)段905a為凸面、外側(cè)的區(qū)段905b為平面，使內(nèi)側(cè)的反射光擴散，使整體亮度均勻。此時，適用于需要比本實施方式8A的燈具901還寬的配光的情況，或反射器區(qū)段相位光源的立體角小的情況。并且，考慮如下變形例，將反射器作為3個以上環(huán)狀，對應(yīng)于從光源向各區(qū)段的照射密度使曲率變化，形成聚光反射面或擴散反射面，外側(cè)的反射器的區(qū)段分割數(shù)比內(nèi)側(cè)的反射器多等。例如，外側(cè)的反射器904b的亮度比接近LED903的反射器904a高。
因此，可以構(gòu)成薄型、高效、美觀的自由度大、整體亮度均勻閃光的自然圖象的燈具。
(實施方式8B)下面，參照圖97來說明本發(fā)明的燈具的實施方式8B。
如圖97所示，在本實施方式8B的燈具911中，相鄰的反射器區(qū)段距中央的距離不同。即，包圍與實施方式8A同樣作為輻射光源的LED903，以在距LED903最近的位置上為區(qū)段915a、在距LED903次近的位置上為區(qū)段915b、在距LED903第3近的位置上為區(qū)段915c、在距LED903最遠的位置上為區(qū)段915d的形態(tài)，相互錯開地從LED903逐級離開。這樣，通過配置反射器的區(qū)段915a、915b、915c、915d，可以進一步分散燈具911的亮點。另外，通過對應(yīng)于來自LED903的照射密度來使各區(qū)段915a、915b、915c、915d具有曲率，可以使燈具911整體的亮度均勻。
另外，相鄰區(qū)段未必如此完全錯開，也可以是一定程度(例如區(qū)段幅度的一半左右)的錯開量。這樣也可以一定程度分散燈具911的亮點。
(實施方式8C)下面，參照圖98來說明本發(fā)明的燈具的實施方式8C。
如圖98所示，在本實施方式8C的燈具921中，由排列成2段的反射器區(qū)段922來形成了大致橢圓形的輻射面。在裝載與實施方式8A同樣的作為輻射光源的LED903，在其周圍雙重地排列區(qū)段922，形成橢圓形狀。另外，通過使各區(qū)段922對應(yīng)于來自LED903的照射密度具有曲率，可以使燈具921整體的亮度均勻。
這樣，可以構(gòu)成薄型、高效、美觀的自由度大、不使效率降低地對應(yīng)于橢圓形狀等不同形狀的燈具。
(實施方式8D)下面，參照圖99來說明本發(fā)明的燈具的實施方式8D。
如圖99所示，在本實施方式8D的燈具931中，由區(qū)段932形成為橢圓形狀，但作為輻射光源的LED903的位置距中央偏離大。從而，各區(qū)段的位置或形狀也各異，但通過對應(yīng)于來自LED903的照射密度來具有曲率，可以使燈具931整體的亮度均勻。另外，若從光源向二維方向均勻輻射，則至各區(qū)段的照射密度與各區(qū)段距光源的距離的平方成反比。上述的實施方式也同樣，但在本實施方式8D中，產(chǎn)生接近光源的區(qū)段與離開光源的區(qū)段的距離比大，照射密度的差大。但是，通過將接近光源的區(qū)段設(shè)為凸面，隨著離開距離，依次減小曲率，在最遠的區(qū)段中設(shè)為平面，可以實現(xiàn)亮度的均勻化。
在上述各實施方式中，說明通過使區(qū)段具有曲率來使燈具整體的亮度均勻的情況，但未必僅是均勻的情況，也可以隨著場所來改變燈具的亮度。重要的是通過使區(qū)段具有曲率來控制燈具的亮度的事實。
(實施方式8E)下面，參照圖100來說明本發(fā)明的燈具的實施方式8E。
如圖100所示，在本實施方式8E的燈具941中，由圓盤型的透明體944來包圍中心的LED943。LED943與上述各實施方式的LED903不同，在設(shè)置在垂直方向上的1對導(dǎo)線946a、946b中導(dǎo)線946a的上面安裝發(fā)光元件942，發(fā)光元件942與另一個導(dǎo)線946b通過引線取得電連接，樹脂密封成與LED903同樣的形狀。在上述各實施方式中，也可以使用LED943來代替LED903。
在透明體944的下面，跨過3階梯設(shè)置反射器945。這些反射器945通過全反射向上方反射從LED943向二維方向輻射后透過透明體944中的光。另外，在每個段中分成8個區(qū)段，將來自輻射光源943的照射密度高的接近部分的區(qū)段設(shè)定成低聚光度、將照射密度低的遠的部分的區(qū)段設(shè)定成高的聚光度，從而可以構(gòu)成取得反射器整體亮度平衡且均勻的光的燈具。
(實施方式8F)下面，參照圖101來說明本發(fā)明的燈具的實施方式8F。
如圖101(a)所示，在本實施方式8F的燈具中，使用采用8個透鏡型LED963后向二維方向?qū)⑤椛涿媾帕谐砂诉呅蔚妮椛涔庠?62，作為輻射光源，代替一體型LED903、943。如圖101(b)、(c)、(d)所示，該透鏡型LED963中密封樹脂透鏡964在β方向?qū)?，在與之垂直的γ方向窄。另外，輻射光源962排列8個透鏡型LED963，使α～β平面沿二維方向排列。
從透鏡型LED963向β方向輻射稍擴散的輻射光，向α方向輻射大致平行的輻射光，所以輻射光源962向二維方向360度地?zé)o間隙輻射光。至配置在該輻射光源962周圍的各反射器區(qū)段的距離差大的情況下，可以得到與上述各實施方式同樣的效果。
實施方式8G)下面，參照圖102來說明本發(fā)明的燈具的實施方式8G。
如圖102(a)所示，在本實施方式8G的燈具中，使用采用8個反射型LED953后向二維方向?qū)⑤椛涿媾帕谐砂诉呅蔚妮椛涔庠?52，作為輻射光源，代替一體型LED903、943。如圖102(b)、(c)所示，該反射型LED953在一對導(dǎo)線954a、954b中導(dǎo)線954a的前端里側(cè)安裝發(fā)光元件942，發(fā)光元件的上面端子與導(dǎo)線954b通過引線取得電連接，在與發(fā)光元件942的發(fā)光面相對的位置上設(shè)置旋轉(zhuǎn)拋物線形狀的反射鏡955，用透明環(huán)氧樹脂956來密封整體。由此，大發(fā)光元件942輻射的光在旋轉(zhuǎn)拋物面形狀的反射鏡955大致沿垂直軸向平行反射，從輻射面957輻射到外部。因此，若構(gòu)成反射型結(jié)構(gòu)，則可以更有效地向二維方向輻射發(fā)光元件發(fā)出的光。
這里，若發(fā)光元件942的光在反射鏡955被正確地沿垂直軸方向平行反射，則在輻射光源952的相鄰反射型LED953之間產(chǎn)生未輻射光的部分，但實際上由于發(fā)光元件942的大小等還產(chǎn)生沿斜向向外部輻射的光，所以輻射光源952向二維方向360度地?zé)o間隙輻射光。
至配置在該輻射光源952周圍的各反射器區(qū)段的距離差大的情況下，可以得到與上述各實施方式同樣的效果。另外，如上述的實施方式那樣不構(gòu)成薄型、小型，但即使是這種光源也無妨。
在上述各實施方式中，假設(shè)使用紅色發(fā)光元件用作發(fā)光元件的情況，但即使使用其它顏色的發(fā)光元件也無妨。另外，雖在LED中使用透明環(huán)氧樹脂作為密封發(fā)光元件的光透過性材料，但也可以使用以透明硅樹脂為主的其它材料。燈具的其它部分的結(jié)構(gòu)、形狀、數(shù)量、材質(zhì)、大小、連接關(guān)系等不限于上述各實施方式。
產(chǎn)業(yè)上的可以利用性如上所述，本發(fā)明的發(fā)光二極管的特征在于，具有安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件；密封該發(fā)光元件的由透光性材料構(gòu)成的密封部件；反射面，其相對向所述發(fā)光元件的發(fā)光面?zhèn)龋蚺c所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向反射所述發(fā)光元件發(fā)出的光；和側(cè)面輻射面，該側(cè)面輻射面從側(cè)面向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向輻射由所述反射面反射的光。
因此，通過透光性材料可以使作為光學(xué)面的反射面和側(cè)面輻射面的中心軸與發(fā)光元件的中心軸一致地高精度形成，從發(fā)光元件輻射的光被反射面均勻反射，所以放出的光的亮度與場所無關(guān)，在全部方向上均勻。因此，可以消除由圓頂部聚光輻射的現(xiàn)有型LED外部中設(shè)置反射鏡的現(xiàn)有型結(jié)構(gòu)的LED燈內(nèi)在的、LED自身中易產(chǎn)生配光差異、且易產(chǎn)生因與設(shè)置在LED外部的反射鏡的錯位引起的差異等涉及配光特性差異的現(xiàn)有問題。
另外，因為可以由透光性材料一體密封發(fā)光元件，所以即使在制造后還產(chǎn)生物理沖擊的情況下也不會產(chǎn)生錯位，在發(fā)光元件與反射面之間不存在界面等，所以不擔心污垢等進入，不會產(chǎn)生因界面或污垢等引起的光損失。另外，因為將發(fā)光元件直接密封在透光性材料內(nèi)，所以可以減小整體厚度，可以最大限度發(fā)揮作為LED特點的薄型化。
另外，若在所述反射面的中央部設(shè)置向與所述發(fā)光元件的中心軸大致平行的方向輻射所述發(fā)光元件發(fā)出的光的中央輻射面，則可以從中央輻射面直接取出從發(fā)光元件輻射到上方的光，所以發(fā)光的中心部不會變?yōu)橹锌諣顟B(tài)，可以提高美觀性。
另外，若所述中央輻射面被形成于從所述發(fā)光元件的發(fā)光面沿所述發(fā)光元件的中心軸方向的0.3mm～1.0mm的范圍內(nèi)，則可以使所述反射面的立體角增加，實現(xiàn)光學(xué)特性的提高，同時，即使在由于形成中央輻射面而使反射面接近發(fā)光元件的情況下，也可以確保引線接合時的接合空隙或樹脂模制的空間。
另外，通過使所述中央輻射面比所述發(fā)光元件的發(fā)光面積小，可以在發(fā)光二極管的周圍設(shè)置反射鏡的情況下取得基于反射鏡的反射強度與中央輻射面的輻射強度的平衡，也美觀。
另外，本發(fā)明的發(fā)光二極管的特征在于，具有安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件；和密封所述發(fā)光元件的由透光性材料構(gòu)成的密封部件，所述密封部件具有反射面，其向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向反射從所述發(fā)光元件輻射出的光；和從側(cè)面輻射由所述反射面反射的光的側(cè)面輻射面，所述反射面與所述發(fā)光元件的最短距離不到所述反射面半徑R的1/2，并相對于所述發(fā)光元件形成鄰近光學(xué)系統(tǒng)。
根據(jù)這種構(gòu)成，可以在薄型化發(fā)光二極管的同時，不僅在中心軸方向、而且在與中心軸正交的方向上也可以輻射從發(fā)光元件輻射的光，并且，因為隨著發(fā)光元件與反射面的接近，向與中心軸正交的方向的輻射性變大，所以得到輻射范圍的寬范圍的配光特性。另外，即使產(chǎn)生發(fā)光元件的中心軸與第1反射鏡的中心軸的錯位，也不會產(chǎn)生LED燈的表面亮度差。另外，即使使用發(fā)光元件的配光特性有差異的光源，也可以通過向?qū)挿秶妮椛浞秶椛涔?，而不會產(chǎn)生LED燈的表面亮度差。
另外，本發(fā)明的發(fā)光二極管的特征在于，具有安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件；和密封所述發(fā)光元件的由透光性材料構(gòu)成的密封部件，所述密封部件具有反射面，向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向反射從所述發(fā)光元件輻射出的光；和從側(cè)面輻射由所述反射面反射的光的側(cè)面輻射面，所述反射面具有半徑R比從所述發(fā)光元件的發(fā)光面到所述反射面的所述發(fā)光元件中心軸方向的高度H大的尺寸，并相對于所述發(fā)光元件形成鄰近光學(xué)系統(tǒng)。
根據(jù)這種構(gòu)成，可以在薄型化發(fā)光二極管的同時，不僅在中心軸方向、而且在與中心軸正交的方向上也可以輻射從發(fā)光元件輻射的光，所以得到輻射范圍寬的范圍的配光特性。
并且，在所述發(fā)光二極管中，當射出光相對所述發(fā)光元件的所述中心軸方向的射出角度的輻射強度I(θ)用I(θ)＝k·cosθ+(1～k)·sinθ(k為由所述發(fā)光元件對應(yīng)于所述射出角度θ的輻射強度確定的常數(shù))表示時，k≤0.8，由此不僅在中心軸方向、而且在與中心軸正交的方向上也可以輻射從發(fā)光元件輻射的光，所以得到輻射范圍寬的范圍的配光特性。
另外，在上述發(fā)光二極管中，若發(fā)光元件具有相對發(fā)光的光示出光透過性的透光性基板，則可以向外部輻射在發(fā)光元件內(nèi)反射的光，可以提高發(fā)光元件的輻射效率。
另外，在上述發(fā)光二極管中，若密封部件包含覆蓋發(fā)光元件的光擴散材料，則通過由光擴散材料擴散從發(fā)光元件輻射的光，可以輻射到寬范圍。
另外，在上述發(fā)光二極管中，若在光擴散材料中使用熒光體，則由于通過從發(fā)光元件輻射的光激勵熒光體，從而可以輻射激勵光，向更寬范圍輻射光。
并且，本發(fā)明的發(fā)光二極管構(gòu)成為由透光性材料的密封部件密封安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件，并由所述密封部件形成接受輻射光并反射到所述發(fā)光元件的發(fā)光面的反射面、和輻射來自所述反射面的反射光與來自所述發(fā)光元件的直接光的側(cè)面輻射面，其特征在于所述反射面相對所述發(fā)光元件具有2π{ 1～cosθc(θc所述透光性材料的臨界角)}以上的立體角，所述側(cè)面輻射面形成為由所述反射面反射的反射光的入射角和從所述發(fā)光元件輻射的直接光的入射角具有比所述θc小的角度，入射從所述發(fā)光元件發(fā)出的光后，輻射到外部。
因此，由反射面反射后大致平行地前進的光在側(cè)面輻射面基本不變是大致平行地前進，在發(fā)光元件的中心軸周圍360度的方向上大致平面狀地輻射到外部，并且，從發(fā)光元件直接射向側(cè)面輻射面的光在側(cè)面輻射面不折射，以原來的方向輻射到外部。因此，沒有輻射到相對中心軸小的角度范圍的光，可以使作為一次光被控制后從側(cè)面輻射面輻射到外部的光的輻射效率大幅度提高。
并且，本發(fā)明的發(fā)光二極管的特征在于構(gòu)成導(dǎo)線框，形成從發(fā)光元件的安裝部分的附近向安裝面下方彎曲后向光透過性樹脂外部突出的形狀，使由光透過性樹脂密封的部分盡可能少。
這樣，若向下方彎曲導(dǎo)線框并向光透過性樹脂的外部突出，則光透過性樹脂中發(fā)光元件安裝面在周圍延伸到側(cè)面的水平面的下方的部分，比該水平面的上方部分薄得多，所以密封部分與向樹脂的水平方向突出相比大幅度減少。從而，因為發(fā)光元件的熱在極短距離內(nèi)釋放到外部，所以發(fā)光元件和導(dǎo)線框中不會積蓄熱，另外，因為導(dǎo)線框與樹脂的抵接部分少，所以可以防止導(dǎo)線框與樹脂的邊界產(chǎn)生裂紋。
另外，本發(fā)明的發(fā)光二極管的特征在于導(dǎo)線框中由光透過性樹脂密封的部分具有向?qū)挿秶鷤鲗?dǎo)并分散發(fā)光元件的熱的面積。
從而，可以使從發(fā)光元件直接傳導(dǎo)到光透過性樹脂的熱和從發(fā)光元件經(jīng)導(dǎo)線框傳導(dǎo)到光透過性樹脂的熱分散到寬面積的導(dǎo)線框整體中。因此，可以防止光透過性樹脂中積蓄熱而溫度高、由該熱觸發(fā)的光透過性樹脂的殘留應(yīng)力引起的熱膨脹、在發(fā)光元件和導(dǎo)線框與光透過性樹脂的交界處產(chǎn)生裂紋。
另外，本發(fā)明的發(fā)光二極管的特征在于，具備發(fā)光部，該發(fā)光部具有將從由光透過性材料埋設(shè)的發(fā)光元件輻射的光至少向2維平面方向反射光的2維方向反射面；和反射器部，其在所述發(fā)光部的至少2維方向周圍，具有光學(xué)結(jié)合、延長所述2維方向反射面所形成的反射面。
這樣，該LED具備配備2維方向反射面的發(fā)光部和至少光學(xué)結(jié)合在其周圍的反射器部，反射器部通過具有延長2維方向反射面的反射面，該LED與反射器部大小的2維方向輻射LED同等，可以形成相對發(fā)光元件大的立體角，所以得到輻射效率高的LED。另外，雖然發(fā)光部在導(dǎo)線框中連續(xù)形成多個，但可以小型化，所以與由發(fā)光元件密封樹脂形成相同立體角相比，其間隔為插件直徑左右，增加裝配個數(shù)。另外，因為LED密封樹脂固化時間一般為1小時以上，所以得到批量生產(chǎn)性好的LED。并且，與用發(fā)光元件密封樹脂形成相同立體角相比，可以將LED密封樹脂的內(nèi)部應(yīng)力抑制得小，所以不會產(chǎn)生對發(fā)光元件的應(yīng)力損壞、插件的裂紋，可靠性高。這樣，可以得到輻射效率高、批量生產(chǎn)性好、可靠性高的2維方向輻射型的發(fā)光二極管。
并且，所述反射器部的厚度形成得薄，還向所述2維方向反射從所述發(fā)光部輻射的光中到達與所述反射面相對向面的光，從而除由反射面反射后反射到2維方向的光外，在與反射面相對向的面中來自發(fā)光部的光也被全反射并輻射到2維方向，所以得到輻射效率更高的LED。這樣，得到輻射效率更高、批量生產(chǎn)性好、可靠性高的2維方向輻射型的發(fā)光二極管。
另外，所述反射器部具有與所述反射面相對向、并將由所述2維方向反射面和反射面向所述2維方向反射的光向與所述2維方向大致垂直的方向反射的階梯狀反射面，從而即使在發(fā)光二極管的周圍不設(shè)置反射部件，反射器部也可以起到反射部件的作用并向與2維方向大致垂直的方向反射光。因此，得到可以用作小型、輻射效率高的燈具的發(fā)光二極管。從而，得到可以用作小型、輻射效率高的燈具的、批量生產(chǎn)性好、可靠性高的發(fā)光二極管。
并且，所述發(fā)光部的2維方向反射面形成以發(fā)光元件或發(fā)光元件周圍為焦點、并使橢圓、拋物線、雙曲線或它們的近似曲線的任一部分繞通過所述發(fā)光元件的發(fā)光面中心的垂直軸旋轉(zhuǎn)的形狀，從而由光學(xué)面反射的光全部向水平面平行前進，向2維方向輻射。另外，因為在反射器部的上面形成與該光學(xué)面連續(xù)的形狀，所以由反射器部的上面反射的光也全部在水平面中平行前進，向2維方向輻射。由此，得到向2維方向的輻射效率高、批量生產(chǎn)性好、可靠性高的發(fā)光二極管。
另外，本發(fā)明的發(fā)光二極管的特征在于，具備光源部，其為相對向于埋設(shè)的發(fā)光元件的發(fā)光面的部分向外側(cè)突出的圓錐形；和反射部，其具有結(jié)合在所述圓錐形部分上、并將從所述光源部輻射的光至少向2維平面方向反射光的2維方向反射面。
因此，從光源部輻射后由反射部反射的光至少向2維平面方向輻射，發(fā)光二極管整體進行作為2維方向輻射光源的動作。這樣，即使不組合具有至少向2維平面方向反射光的2維方向反射面的發(fā)光部與反射器部，也可以得到能以高的輻射效率向2維方向輻射光的發(fā)光二極管。這樣，可以得到向2維方向的輻射效率高、批量生產(chǎn)性好、可靠性高的發(fā)光二極管。
并且，本發(fā)明的LED燈是在發(fā)光二極管周圍配備反射鏡的LED燈，其特征在于，所述發(fā)光二極管具有安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件；密封該發(fā)光元件的由透光性材料構(gòu)成的密封部件；反射面，其相對向于所述發(fā)光元件的發(fā)光面?zhèn)?，向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向反射所述發(fā)光元件發(fā)出的光；和側(cè)面輻射面，該側(cè)面輻射面從側(cè)面向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向輻射由所述反射面反射的光。
因此，從發(fā)光元件輻射的光被發(fā)光二極管的反射面均勻反射，在與發(fā)光元件的中心軸大致正交的方向上被均勻輻射，所以放出的光的亮度與場所無關(guān)，是均勻的。這樣，通過由發(fā)光二極管周圍配備的反射鏡進一步反射從發(fā)光二極管均勻輻射的光，可以得到大面積的外部輻射光。
另外，若在所述反射面的中央部具有中央輻射面，向與所述發(fā)光元件的中心軸大致平行的方向輻射所述發(fā)光元件發(fā)出的光，則可以從中央輻射面直接取出從發(fā)光元件輻射到上方的光，所以發(fā)光的中心部不會變?yōu)橹锌諣顟B(tài)，變?yōu)榫鶆蚬?，得到可以提高美觀性的LED燈。
另外，本發(fā)明的LED燈的特征在于，具有安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件；和密封該發(fā)光元件的由透光性材料構(gòu)成的密封部件，所述密封部件具有反射面，其向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向反射從所述發(fā)光元件輻射出的光；和從側(cè)面輻射由所述反射面反射的光的側(cè)面輻射面，所述反射面與所述發(fā)光元件的最短距離不到所述反射面半徑的1/2，并相對于所述發(fā)光元件形成鄰近光學(xué)系統(tǒng)。
根據(jù)這種構(gòu)成，不僅在中心軸方向、而且在與中心軸正交的方向上也可以輻射從發(fā)光元件輻射的光，并且，因為隨著發(fā)光元件與反射面的接近，向與中心軸正交的方向的輻射性變大，所以在向LED燈賦予識別性好、嶄新視覺的同時，可以得到輻射范圍寬的范圍的配光特性。
另外，本發(fā)明的LED燈的特征在于，具有發(fā)光二極管和反射從所述發(fā)光二極管輻射的光的反射鏡，該發(fā)光二極管具有安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件；和密封該發(fā)光元件的由透光性材料構(gòu)成的密封部件，而所述密封部件具有反射面，其向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向反射從所述發(fā)光元件輻射出的光；和從側(cè)面輻射由所述反射面反射的光的側(cè)面輻射面，所述反射面具有半徑R比從所述發(fā)光元件的發(fā)光面到所述反射面的邊緣的所述發(fā)光元件中心軸方向的高度H大的尺寸，并相對于所述發(fā)光元件形成鄰近光學(xué)系統(tǒng)。
根據(jù)這種構(gòu)成，因為不僅向中心軸方向還向與中心軸正交的方向輻射從發(fā)光元件輻射的光，所以得到輻射范圍寬的范圍的配光特性的LED燈。
另外，當射出光相對所述發(fā)光元件的所述中心軸方向的射出角度的輻射強度I(θ)，用I(θ)＝k·cosθ+(1～k)·sinθ(k為由所述發(fā)光元件對應(yīng)于所述射出角度θ的輻射強度確定的常數(shù))表示時，k≤0.8，從而因為不僅向中心軸方向還向與中心軸正交的方向輻射從發(fā)光元件輻射的光，所以得到輻射范圍寬的范圍的配光特性的LED燈。
另外，本發(fā)明的LED燈具備發(fā)光二極管和反射從所述發(fā)光二極管輻射的光的反射鏡，其中，所述發(fā)光二極管構(gòu)成為由透光性材料的密封部件密封安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件，并在所述密封部件上形成接受輻射光并反射到所述發(fā)光元件的發(fā)光面上的反射面、和輻射來自所述反射面的反射光與來自所述發(fā)光元件的直接光的側(cè)面輻射面，所述反射面相對所述發(fā)光元件具有2π{1～cosθc(θc所述透光性材料的臨界角)}以上的立體角，所述側(cè)面輻射面形成為具有由所述反射面反射的反射光的入射角和從所述發(fā)光元件輻射的直接光的入射角比所述θc小的角度，并入射從所述發(fā)光元件發(fā)出的光后，輻射到外部。
因此，因為由反射鏡反射作為一次光被控制后從發(fā)光二極管的側(cè)面輻射面輻射到外部的輻射效率高的光，所以可以大幅度提高基于該反射的輻射效率。
另外，本發(fā)明的LED燈的特征在于具備發(fā)光元件；其向側(cè)面方向反射來自設(shè)置在該發(fā)光元件上方的所述發(fā)光元件的光的第1反射鏡；和向上方輻射該第1反射鏡的反射光的第2反射鏡。
由此，僅通過在發(fā)光元件的正上方設(shè)置向側(cè)面方向反射的第1反射鏡，則可以得到向上方反射該反射光的第2反射鏡越遠離第1反射鏡的面積越大的外部輻射光。另外，因為反射到側(cè)面的光全部被光學(xué)控制后向上方反射并輻射到外部，所以可以得到高的外部輻射效率。這樣，實現(xiàn)作為LED特點的薄型化，可以薄型并由1個發(fā)光元件來照射大的面積，形成得到高的外部輻射效率的LED燈。
并且，若在所述第2反射鏡內(nèi)側(cè)設(shè)置向上方反射向所述發(fā)光元件的側(cè)向射出的光的第3反射鏡，則與不設(shè)置第3反射鏡的發(fā)明的LED燈中僅向發(fā)光元件正上方輻射光相比，似如從發(fā)光元件的周圍向上方輻射光，看起來更像整體發(fā)光，得到所謂美觀性提高的效果。
另外，通過將所述第1反射鏡與所述第2反射鏡形成為一體的光學(xué)體，在簡化構(gòu)成的同時，第1反射鏡與第2反射鏡不會錯位，形成確實得到高的外部輻射效率的LED燈。
并且，通過所述第2反射鏡在從上方看時為多邊形或接近多邊形的形狀，使多個同形的多邊形組合，從而使外部輻射效率降低，可以使一定形狀的范圍發(fā)光，可以作為車載用燈等來應(yīng)用。
另外，若將所述發(fā)光元件安裝在金屬板上的電路基板上，則因為在導(dǎo)熱性好的金屬板上安裝發(fā)光元件，所以放熱性大幅度提高，即使向發(fā)光元件通入大電流，也不會引起熱飽和，所以具有得到大的光輸出的優(yōu)點。這樣，形成薄型、具有大的放熱性、不受熱飽和限制而得到大的光輸出、得到亮的輻射光的LED燈。
另外，本發(fā)明的發(fā)光器的特征在于，具有光源和反射器，其中，所述光源具有安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件；密封所述發(fā)光元件的由透光性材料構(gòu)成的密封部件；第1反射面，其相對向于所述發(fā)光元件的發(fā)光面?zhèn)?，向與所述發(fā)光元件的所述中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向反射所述發(fā)光元件發(fā)出的光；和側(cè)面輻射面，該側(cè)面輻射面從側(cè)面向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向輻射由所述第1反射面反射的光，而所述反射器具有將從所述側(cè)面輻射面輻射的所述光反射到所定的照射方向的多個第2反射面。
由此，光源通過由透光性樹脂一體化發(fā)光元件與上面反射面，由此確保位置精度，所以只要管理光源與反射器的定位精度即可以，可以降低組裝作業(yè)的手續(xù)，由此可以使生產(chǎn)性提高，同時，可以容易得到要求的光輻射性。
另外，若在所述第1反射面的中央部，具有向與發(fā)光元件的中心軸大致平行的方向輻射發(fā)光元件發(fā)出的光的中央輻射面，則可以從中央輻射面直接取出從發(fā)光元件向上方輻射的光，所以發(fā)光的中心部不會變?yōu)橹锌諣顟B(tài)，可以提高美觀性。
另外，若所述第1反射面具有隨著接近發(fā)光元件來使上面反射面的感光角度(立體角)增大的構(gòu)成，則通過上面反射面的立體角增加，光學(xué)特性提高，同時，可以確保發(fā)光元件的引線接合時的引線空隙或樹脂模制的空間。
進而，若所述光源被配置在與中心錯開的位置上，在圓周方向上相鄰的光學(xué)控制面的位置在半徑方向上彼此不同，則光也會抵達光學(xué)控制面的側(cè)面的斜方反射面。因此，當從由光學(xué)控制面反射的方向的范圍外觀看發(fā)光器時，可以在由相鄰光學(xué)控制面的位置在半徑方向上不同所形成的斜方反射面中確認光的反射，得到識別角度大的發(fā)光器。
另外，若所述反射器通過多個第2反射面，向作為所定照射方向的、相對發(fā)光元件的中心軸具有所定傾斜的方向反射光，則由此可以向?qū)Πl(fā)光元件的中心軸具有傾斜的方向輻射均勻的光，可以在提高發(fā)光器的配置自由度的同時，使美觀性提高。
另外，若將所述反射器設(shè)置在傾斜部位，則可以形成薄型、能沿傾斜配置、得到高的外部輻射效率的發(fā)光器。
另外，若設(shè)定各光學(xué)控制面的角度和方向，以便所述多個第2反射面向相同方向反射被反射的反射光，則因為向所定的傾斜方向集中反射光，所以該方向的光量大幅度增大，外部輻射效率變高，形成薄型、能沿傾斜配置、得到高的外部輻射效率的發(fā)光器。
另外，本發(fā)明的燈具具備多個發(fā)光器，該多個發(fā)光器分別具有光源，向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向反射發(fā)光元件發(fā)出的光；和具有多個第2反射面的反射器，向所定的輻射方向反射從所述光源向與所述發(fā)光元件的所述中心軸正交或與所述中心軸形成大的角度的方向輻射的光，以所定排列來排列構(gòu)成所述多個發(fā)光器。
由此，可以向反射鏡充分照射光，可以賦予光的利用效率好、且基于LED燈的配置的嶄新視覺效果。
另外，若所述光源被固定在將其導(dǎo)線框配置在所述殼體背面的基板上，該固定位置對應(yīng)于所述反射鏡的貫穿孔，則通過以一定的位置精度裝配基板，以一定的位置精度固定發(fā)光二極管與貫穿孔。
另外，若在所述基板中的光源的固定位置上設(shè)置插入發(fā)光二極管的導(dǎo)線框的凹狀部件，則因為可以同時進行發(fā)光二極管的電連接與定位，所以組裝作業(yè)性提高。
另外，在根據(jù)本發(fā)明的燈具中，最好光源具有安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件；密封所述發(fā)光元件的由透光性材料構(gòu)成的密封部件；第1反射面，相對向于所述發(fā)光元件的發(fā)光面?zhèn)?，向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向反射所述發(fā)光元件發(fā)出的光；和側(cè)面輻射面，該側(cè)面輻射面從側(cè)面向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向輻射由所述第1反射面反射的光。
由此，進而可以在降低多個發(fā)光器中的光輻射性差異的同時，提高發(fā)光時的視覺效果。
另外，若所述光源由多個LED構(gòu)成，排列成輻射狀，使多個LED的中心軸的交點為同一平面上的一點，則從發(fā)光元件輻射的光具有指向性，并沿面上輻射，提高光的利用效率。
另外，若所述多個發(fā)光器被配置成相鄰的發(fā)光器的所述反射器的一部分重合，則可以提供基于多個發(fā)光器的組合的嶄新視覺效果。
另外，若所述多個發(fā)光器包含排列成多段或多行的多個發(fā)光器，各段發(fā)光器包含排列成線性的多個發(fā)光器，則提供基于多個發(fā)光器的組合的嶄新視覺效果，同時，提高作為燈具的識別性和光輻射性。
另外，通過多個發(fā)光器將分離排列成線性的所述多個發(fā)光器的隔板插入，可以有效地向照射范圍照射根據(jù)發(fā)光器點亮來輻射的光。
另外，通過多個發(fā)光器對發(fā)光器的外周部或所述隔板的至少一部分實施光反射加工來形成，在非點亮?xí)r也可以發(fā)揮基于外來光的視覺效果，提高美觀性，同時光的利用效率好，且可以賦予基于LED燈配置的嶄新視覺效果。
另外，通過沿中心軸方向不同高度地排列多個發(fā)光器中相鄰的發(fā)光器，可以提供無論點亮?xí)r還是非點亮?xí)r都具有進深感的視覺效果。
另外，通過多個發(fā)光器具有以光源為中心將多個反射面配置成同心圓形的結(jié)構(gòu)，可以高效地反射向與大致正交的方向輻射的光，并向沿中心軸的方向輻射。
另外，通過將多個反射面形成為大致平面狀，可以不損害光輻射性地實現(xiàn)薄型化。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管，其特征在于，具有安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件；密封該發(fā)光元件的由透光性材料構(gòu)成的密封部件；反射面，其相對向于所述發(fā)光元件的發(fā)光面?zhèn)?，向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向反射所述發(fā)光元件發(fā)出的光；和側(cè)面輻射面，該側(cè)面輻射面從側(cè)面向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向輻射由所述反射面反射的光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于在所述反射面的中央部具有中央輻射面，向與所述發(fā)光元件的中心軸大致平行的方向輻射所述發(fā)光元件發(fā)出的光。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述中央輻射面形成于從所述發(fā)光元件的發(fā)光面沿所述發(fā)光元件的中心軸方向的0.3mm～1.0mm的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述中央輻射面比所述發(fā)光元件的發(fā)光面積小。
5.一種發(fā)光二極管，其特征在于，具有安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件；和密封所述發(fā)光元件的由透光性材料構(gòu)成的密封部件，所述密封部件具有反射面，向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向反射從所述發(fā)光元件輻射出的光；和從側(cè)面輻射由所述反射面反射的光的側(cè)面輻射面，所述反射面與所述發(fā)光元件的最短距離不到所述反射面半徑R的1/2，并相對于所述發(fā)光元件形成鄰近光學(xué)系統(tǒng)。
6.一種發(fā)光二極管，其特征在于，具有安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件；和密封所述發(fā)光元件的由透光性材料構(gòu)成的密封部件，所述密封部件具有反射面，向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向反射從所述發(fā)光元件輻射出的光；和從側(cè)面輻射由所述反射面反射的光的側(cè)面輻射面，所述反射面具有半徑R比從所述發(fā)光元件的發(fā)光面到所述反射面的所述發(fā)光元件中心軸方向的高度H大的尺寸，并相對于所述發(fā)光元件形成鄰近光學(xué)系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的發(fā)光二極管，其特征在于當射出光相對所述發(fā)光元件的所述中心軸方向的射出角度的輻射強度I(θ)用I(θ)＝k·cosθ+(1～l)·sinθ(k為由所述發(fā)光元件對應(yīng)于所述射出角度θ的輻射強度確定的常數(shù))表示時，k≤0.8。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述發(fā)光元件具有相對發(fā)光的光示出光透過性的透光性基板。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述密封部件包含覆蓋所述發(fā)光元件的光擴散材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述光擴散材料是熒光體。
11.一種發(fā)光二極管，由透光性材料的密封部件密封安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件，并由所述密封部件形成接受輻射光并反射到所述發(fā)光元件的發(fā)光面的反射面；和輻射來自所述反射面的反射光與來自所述發(fā)光元件的直接光的側(cè)面輻射面，其特征在于所述反射面，相對所述發(fā)光元件具有2π{1～cosθc(θc所述透光性材料的臨界角)}以上的立體角，所述側(cè)面輻射面，形成為由所述反射面反射的反射光的入射角和從所述發(fā)光元件輻射的直接光的入射角具有比所述θc小的角度，入射從所述發(fā)光元件發(fā)出的光后，輻射到外部。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述反射面是在由與所述發(fā)光元件的中心軸(Z軸)正交的X軸形成的平面中使Z＝f(X)的一部分線段繞所述發(fā)光元件的中心軸旋轉(zhuǎn)的形狀，所述Z＝f(X)為{d2f(X)/dX2}＜0。
13.根據(jù)權(quán)利要求1、5、6、11的任一項中所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述反射面形成使所述發(fā)光元件或?qū)⑵渲車O(shè)為焦點的橢圓、拋物線、雙曲線任一的一部分繞所述發(fā)光元件的中心軸旋轉(zhuǎn)的形狀。
14.根據(jù)權(quán)利要求1、5、6、11的任一項中所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述側(cè)面輻射面具有向所述發(fā)光元件側(cè)傾斜的梯度。
15.根據(jù)權(quán)利要求1、5、6、11的任一項中所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述側(cè)面輻射面形成以所述發(fā)光元件為中心的球面的一部分。
16.一種發(fā)光二極管，其特征在于具備發(fā)光的發(fā)光元件；安裝所述發(fā)光元件并向該元件供電的導(dǎo)線框；和密封所述發(fā)光元件和所述導(dǎo)線框的光透過性樹脂，其中，所述導(dǎo)線框形成從所述發(fā)光元件的安裝部分的附近向安裝面下方彎曲后向所述光透過性樹脂外部突出的形狀，使由所述光透過性樹脂密封的部分盡可能少。
17.一種發(fā)光二極管，其特征在于具備發(fā)光的發(fā)光元件；安裝所述發(fā)光元件并向該元件供電的導(dǎo)線框；和密封所述發(fā)光元件和所述導(dǎo)線框的光透過性樹脂，其中，所述導(dǎo)線框由所述光透過性樹脂密封的部分，具有向?qū)挿秶鷤鲗?dǎo)并分散所述發(fā)光元件的熱的面積。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述導(dǎo)線框由導(dǎo)熱系數(shù)高的材料形成。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述導(dǎo)線框由導(dǎo)熱系數(shù)在300W/m·k以上的導(dǎo)電性材料形成。
20.一種發(fā)光二極管，其特征在于具備發(fā)光的發(fā)光元件；安裝所述發(fā)光元件并向該元件供電的導(dǎo)線框；和密封所述發(fā)光元件和所述導(dǎo)線框的光透過性樹脂，其中，所述光透過性樹脂，由密封所述發(fā)光元件和所述導(dǎo)線框的一部分的第1光透過性樹脂、和抵接并包圍該第1光透過性樹脂的側(cè)面的第2光透過性樹脂形成。
21.一種發(fā)光二極管，其特征在于，具備發(fā)光部，該發(fā)光部具有將從由光透過性材料埋設(shè)的發(fā)光元件輻射的光至少向2維平面方向反射光的2維方向反射面；和反射器部，在所述發(fā)光部的至少2維方向周圍，具有光學(xué)結(jié)合、延長所述2維方向反射面所形成的反射面。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述反射器部的厚度形成得薄，還向所述2維方向反射從所述發(fā)光部輻射的光中到達與所述反射面相對向的面的光。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述反射器部具有與所述反射面相對向、并將由所述2維方向反射面和反射面向所述2維方向反射的光向與所述2維方向大致垂直的方向反射的階梯狀反射面。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述發(fā)光部的2維方向反射面形成以發(fā)光元件或發(fā)光元件周圍為焦點、并使橢圓、拋物線、雙曲線或它們的近似曲線的任一部分繞通過所述發(fā)光元件的發(fā)光面中心的垂直軸旋轉(zhuǎn)的形狀。
25.一種發(fā)光二極管，其特征在于，具備光源部，其為相對埋設(shè)的發(fā)光元件的發(fā)光面的部分向外側(cè)突出的圓錐形；和反射部，其具有結(jié)合在所述圓錐形部分上、并將從所述光源部輻射的光至少向2維平面方向反射光的2維方向反射面。
26.一種在發(fā)光二極管周圍配備反射鏡的LED燈，其特征在于，所述發(fā)光二極管具有安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件；密封該發(fā)光元件的由透光性材料構(gòu)成的密封部件；反射面，其相對向于所述發(fā)光元件的發(fā)光面?zhèn)龋蚺c所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向反射所述發(fā)光元件發(fā)出的光；和側(cè)面輻射面，該側(cè)面輻射面從側(cè)面向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向輻射由所述反射面反射的光。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的LED燈，其特征在于在所述反射面的中央部具有中央輻射面，向與所述發(fā)光元件的中心軸大致平行的方向輻射所述發(fā)光元件發(fā)出的光。
28.一種LED燈，其特征在于，具有發(fā)光二極管和反射鏡，其中，所述發(fā)光二極管具有安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件；和密封該發(fā)光元件的由透光性材料構(gòu)成的密封部件，所述密封部件具有反射面，向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向反射從所述發(fā)光元件輻射出的光；和從側(cè)面輻射由所述反射面反射的光的側(cè)面輻射面，所述反射面具有與所述發(fā)光元件的最短距離不到所述反射面半徑R的1/2、并相對于所述發(fā)光元件形成鄰近光學(xué)系統(tǒng)；所述反射鏡反射從所述發(fā)光二極管輻射的光的反射鏡。
29.一種LED燈，其特征在于，具有發(fā)光二極管和反射鏡，其中，所述發(fā)光二極管具有安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件；和密封所述發(fā)光元件的由透光性材料構(gòu)成的密封部件，所述密封部件具有反射面，向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向反射從所述發(fā)光元件輻射出的光；和從側(cè)面輻射由所述反射面反射的光的側(cè)面輻射面，所述反射面具有形成為半徑R比從所述發(fā)光元件的發(fā)光面到所述反射面的所述發(fā)光元件中心軸方向的高度H大的尺寸、并相對于所述發(fā)光元件形成鄰近光學(xué)系統(tǒng)；所述反射鏡反射從所述發(fā)光二極管輻射的光的反射鏡。
30.根據(jù)權(quán)利要求28或29所述的LED燈，其特征在于當射出光相對所述發(fā)光元件的所述中心軸方向的射出角度的輻射強度I(θ)用I(θ)＝k·cosθ+(1～k)·sinθ(k為由所述發(fā)光元件對應(yīng)于所述射出角度θ的輻射強度確定的常數(shù))表示時，k≤0.8。
31.一種LED燈，具備發(fā)光二極管和反射從所述發(fā)光二極管輻射的光的反射鏡，該發(fā)光二極管由透光性材料的密封部件密封安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件，并由所述密封部件形成接受輻射光并反射到所述發(fā)光元件的發(fā)光面的反射面；和輻射來自所述反射面的反射光與來自所述發(fā)光元件的直接光的側(cè)面輻射面，所述反射面相對所述發(fā)光元件具有2π{1～cosθc(θc所述透光性材料的臨界角)}以上的立體角，所述側(cè)面輻射面形成為由所述反射面反射的反射光的入射角和從所述發(fā)光元件輻射的直接光的入射角具有比所述θc小的角度，入射從所述發(fā)光元件發(fā)出的光后，輻射到外部。
32.一種LED燈，其特征在于具備發(fā)光二極管和反射從所述發(fā)光二極管輻射的光的反射鏡，該發(fā)光二極管由光透過性樹脂密封安裝發(fā)光的發(fā)光元件并向該元件供電的導(dǎo)線框和所述發(fā)光元件，所述導(dǎo)線框構(gòu)成從所述發(fā)光元件的安裝部分的附近向安裝面下方彎曲后向所述光透過性樹脂外部突出的形狀。
33.一種LED燈，其特征在于具備發(fā)光二極管和反射從所述發(fā)光二極管輻射的光的反射鏡，其中，所述發(fā)光二極管，由光透過性樹脂密封安裝發(fā)光的發(fā)光元件并向該元件供電的導(dǎo)線框和所述發(fā)光元件而成，所述導(dǎo)線框中的所述密封部分具有向?qū)挿秶鷤鲗?dǎo)并分散所述發(fā)光元件的熱的面積。
34.一種LED燈，具備發(fā)光元件；向側(cè)面方向反射來自設(shè)置在該發(fā)光元件上方的所述發(fā)光元件的光的第1反射鏡；和向上方輻射該第1反射鏡的反射光的第2反射鏡。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的LED燈，其特征在于在所述第2反射鏡內(nèi)側(cè)設(shè)置向上方反射向所述發(fā)光元件的側(cè)向射出的光的第3反射鏡。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的LED燈，其特征在于將所述第1反射鏡與所述第2反射鏡形成為一體的光學(xué)體。
37.根據(jù)權(quán)利要求34所述的LED燈，其特征在于所述第2反射鏡在從上方看時為多邊形或接近多邊形的形狀。
38.根據(jù)權(quán)利要求26、28、29、31至34的任一項中所述的LED燈，其特征在于將所述發(fā)光元件安裝在金屬板上的電路基板上。
39.一種發(fā)光器，其特征在于，具有光源和反射器，其中，所述光源具有安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件；密封所述發(fā)光元件的由透光性材料構(gòu)成的密封部件；第1反射面，其相對向于所述發(fā)光元件的發(fā)光面?zhèn)?，向與所述發(fā)光元件的所述中心軸正交或與所述中心軸形成大的角度的方向反射所述發(fā)光元件發(fā)出的光；和側(cè)面輻射面，該側(cè)面輻射面從側(cè)面向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向輻射由所述第1反射面反射的光，該反射器具有將從所述側(cè)面輻射面輻射的所述光反射到所定的照射方向的多個第2反射面。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的發(fā)光器，其特征在于在所述第1反射面的中央部具有向與所述發(fā)光元件的所述中心軸大致平行的方向輻射所述發(fā)光元件發(fā)出的光的中央輻射面。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的發(fā)光器，其特征在于所述第1反射面具有隨著鄰近所述發(fā)光元件來使所述上面反射面的感光角度(立體角)增大的構(gòu)成。
42.根據(jù)權(quán)利要求39所述的發(fā)光器，其特征在于所述光源被配置在與中心錯開的位置上，在圓周方向上相鄰的所述光學(xué)控制面的位置在半徑方向上彼此不同。
43.根據(jù)權(quán)利要求39所述的發(fā)光器，其特征在于所述反射器通過所述多個第2反射面向作為所述所定照射方向的、相對所述發(fā)光元件的所述中心軸具有所定傾斜的方向反射所述光。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的發(fā)光器，其特征在于將所述反射器設(shè)置在傾斜部位。
45.根據(jù)權(quán)利要求43所述的發(fā)光器，其特征在于設(shè)定各光學(xué)控制面的角度和方向，以便所述多個第2反射面向相同方向反射被反射的反射光。
46.一種燈具，具備多個發(fā)光器，該多個發(fā)光器分別具有光源，向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與所述中心軸形成大的角度的方向反射發(fā)光元件發(fā)出的光；和具有多個第2反射面的反射器，向所定的輻射方向反射從所述光源向與所述發(fā)光元件的所述中心軸正交或與所述中心軸形成大的角度的方向輻射的光，以所定排列來排列構(gòu)成所述多個發(fā)光器。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的使用LED燈的燈具，其特征在于所述光源被固定在將其導(dǎo)線框配置在所述殼體里面的基板上，該固定位置對應(yīng)于所述反射鏡的貫穿孔。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的使用LED燈的燈具，其特征在于在所述基板中的所述光源的固定位置上設(shè)置插入所述發(fā)光二極管的導(dǎo)線框的凹狀部件。
49.根據(jù)權(quán)利要求46所述的燈具，其特征在于所述光源具有安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件；密封所述發(fā)光元件的由透光性材料構(gòu)成的密封部件；第1反射面，其相對所述發(fā)光元件的發(fā)光面?zhèn)?，向與所述發(fā)光元件的所述中心軸正交或與所述中心軸形成大的角度的方向反射所述發(fā)光元件發(fā)出的光；和側(cè)面輻射面，該側(cè)面輻射面從側(cè)面向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向輻射由所述第1反射面反射的光。
50.根據(jù)權(quán)利要求46所述的燈具，其特征在于所述光源由多個LED構(gòu)成，排列成輻射狀，使所述多個LED的中心軸的交點為同一平面上的一點。
51.根據(jù)權(quán)利要求46所述的燈具，其特征在于所述多個發(fā)光器被配置成相鄰的所述發(fā)光器的所述反射器的一部分重合。
52.根據(jù)權(quán)利要求46所述的燈具，其特征在于所述多個發(fā)光器包含排列成多段或多行的多個發(fā)光器，各段的發(fā)光器包含排列成線性的多個發(fā)光器。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的燈具，其特征在于所述多個發(fā)光器構(gòu)成為將分離排列成線性的所述多個發(fā)光器的隔板插入。
54.根據(jù)權(quán)利要求46所述的燈具，其特征在于所述多個發(fā)光器對所述發(fā)光器的外周部或所述隔板的至少一部分實施光反射加工而形成。
55.根據(jù)權(quán)利要求46所述的燈具，其特征在于沿所述中心軸方向不同高度地排列所述多個發(fā)光器中相鄰的所述發(fā)光器。
56.根據(jù)權(quán)利要求46所述的燈具，其特征在于所述多個發(fā)光器具有以所述光源為中心將多個反射面配置成同心圓形的結(jié)構(gòu)。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的燈具，其特征在于將所述多個反射面形成為大致平面狀。
全文摘要
該LED燈具備發(fā)光二極管；和設(shè)置在該發(fā)光二極管周圍的反射鏡，該發(fā)光二極管具有安裝在電源提供部件上的發(fā)光元件；密封該發(fā)光元件的由透光性材料構(gòu)成的密封部件；反射面，相對所述發(fā)光元件的發(fā)光面?zhèn)龋蚺c所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向反射所述發(fā)光元件發(fā)出的光；側(cè)面輻射面，該側(cè)面輻射面從側(cè)面向與所述發(fā)光元件的中心軸正交或與中心軸形成大的角度的方向輻射由所述反射面反射的光。
文檔編號F21K7/00GK1586017SQ0282264
公開日2005年2月23日 申請日期2002年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月16日
發(fā)明者末廣好伸, 三澤明弘, 高橋利典, 太田久敏, 太田光一, 岡野純子 申請人:豐田合成株式會社