JPH1041551A - 発光ダイオードランプ組立体 - Google Patents

発光ダイオードランプ組立体

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JPH1041551A
JPH1041551A JP8197441A JP19744196A JPH1041551A JP H1041551 A JPH1041551 A JP H1041551A JP 8197441 A JP8197441 A JP 8197441A JP 19744196 A JP19744196 A JP 19744196A JP H1041551 A JPH1041551 A JP H1041551A
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light
reflector
emitting diode
light emitting
recess
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Application number
JP8197441A
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Inventor
Toshio Yamaguchi
寿夫 山口
Tadanobu Iwasa
忠信 岩佐
Tomokazu Nishikawa
友和 西川
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Toyoda Gosei Co Ltd
Original Assignee
Toyoda Gosei Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 広い発光面積を有し、しかも軸上の明るさが
高く、均一な発光面を得る。 【解決手段】 球面状に湾曲して凹陥する凹陥部4bを
備え、その凹陥部4bの内側表面が反射面4cとして形
成されたリフレクタ4と、リフレクタ4に取付けられ、
先端が凹陥部4bの開口の面内に沿ってその開口の中央
まで伸びるリードフレーム5と、凹陥部4bの開口の中
央においてリードフレーム5の凹陥部4b側の表面にボ
ンディングされたLEDチップ6と、LEDチップ6の
周囲を封止する樹脂モールド7とを具備する。LEDチ
ップ6から180度の立体角の全範囲に亘って放射され
た放射光を、球頭面等の凹曲面からなる反射面4cによ
って前方側に指向的に反射させることができる。そのた
め、軽量な構造で、軸上(正面)明るさが高い発光面を
得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車のハイマウン
トストップランプやリヤコンビネーションランプ等の車
両用灯具等として適用することができる発光ダイオード
を使用した発光ダイオードランプ組立体に関するもの
で、特に、リフレクタを備えることにより軸上の明るさ
等を向上した発光ダイオードランプ組立体に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車には、ストップランプを補
助するためにハイマウントストップランプが後部のウィ
ンド部またはルーフに備え付けられている。そして、こ
のようなハイマウントストップランプは、一般に、小さ
な発光素子である発光ダイオード(以下、発光ダイオー
ドを単に『LED』ともいう)を用いて形成されてい
る。なお、最近では、コンビネーションランプを同様に
LEDを用いて形成することも検討されている。
【0003】具体的には、その発光ダイオードの素子と
しては砲弾形のLEDランプが使用され、そして、この
LEDランプをプリント基板等に実装し、またその前面
をカバーレンズで覆って、そのような車両用灯具が形成
される。なお、この砲弾形のLEDランプは、リードフ
レームに電気的に接続して取付けたLEDチップを、先
端を凸レンズとして丸く形成した砲弾形の樹脂モールド
で封止した形態のものであり、その先端のレンズ効果に
より、LEDチップからの放射光を集束して前方に配光
し、軸上(正面)の明るさ(光度)を高めるようにした
ものである。
【0004】ただし、信号用ランプとしてのそのような
車両用灯具は、十分な発光面積を有し、また十分な明る
さ、特に、軸上の十分な明るさを有することが必要であ
る。そのため、軸上の明るさが樹脂モールドのレンズに
よって高められているとは言え、なお十分ではなく、ま
た、実質的には点状の光源に過ぎない砲弾形のLEDラ
ンプは、所定の発光面積と明るさとを有する発光面を形
成するために、多数個使用されている。
【0005】なお、このような技術と直接的な関連はな
いが、特開平1−204481号公報には、複数のLE
Dを光源として用いた線状光源に関する技術において、
透明基板に形成したリード部の表面に複数の発光素子
(LEDチップ)を電気的に接続して直線状に取付け、
これを凹柱面状の反射面と対向させ、LEDチップから
の放射光を一旦その反射面で反射させてから、外部(前
方)に放射させるようにしたものが開示されている。
【0006】また、特開平8−37321号公報及び特
開平8−56019号公報には、屋外用の表示(ドット
ディスプレイ)装置等に使用する反射型LEDランプに
関する技術において、平面的に配置されたリードフレー
ムの表面にLEDチップを電気的に接続して取付け、そ
のLEDチップを中心としてドーム状(球頭状或いは平
凸レンズ状)に光透過性樹脂をモールドして封止すると
共に、そのドーム状の樹脂モールドの凸面側の表面に反
射被膜を形成して、LEDチップに対向する反射面とし
たものが開示されている。そして、この反射型LEDラ
ンプにおいては、LEDチップから180度の立体角の
全範囲に亘って放射された放射光は、凹曲面からなる反
射面によって反射され、LEDチップを含む平面側から
前方に略平行光として指向的に放射される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、砲弾形
のLEDランプを用いてハイマウントストップランプ等
の車両用灯具を形成する場合には、十分な発光面積と十
分な明るさとを有する発光面を得るために、その砲弾形
LEDランプを多数個使用する必要があった。そのた
め、そのような車両用灯具は、その製造に比較的コスト
がかかるだけでなく、消費電力も比較的高くなる傾向に
あった。
【0008】更に、このような車両用灯具においては軸
上(正面)の明るさが重要であるため、その砲弾形LE
Dランプとしては、指向性を絞ったもの、つまり、レン
ズを適切に形成してLEDチップからの放射光が軸上に
集束するようにしたものが使用される。そのため、多数
の砲弾形LEDランプの配列によって形成された発光面
は、そのランプが配置された個所が発光点となって極め
て明るく光るため、カバーレンズで適度に分散してもな
お、まだら状となる傾向にあった。したがって、発光面
の均一な明るさは意匠上においても望ましいが、そのた
めにLEDランプの指向性を広くすると、その分だけ軸
上の明るさも減少するため、均一な明るさの発光面を得
ることは困難であった。
【0009】なお、これらの点は、砲弾形のLEDラン
プではそのLEDチップからの放射光の全てが照明光と
して有効に利用されていないこととも関係する。つま
り、LEDチップから放射された放射光は、その一部は
レンズによって前方に指向されるが、そのような放射光
は一部であって、その他の放射光は側方に分散され、拡
散されるからである。そこで、上記のLED線状光源に
関する技術(特開平1−204481号公報)を適用す
ることが考えられ、これによれば、LEDチップからの
放射光のほとんどは凹柱面状の反射面によって反射さ
れ、前面側に指向される。そのため、砲弾形LEDラン
プを使用した場合よりも明るい発光面を得ることができ
る。しかし、この技術の場合、凹柱面状の反射面によっ
て反射されて正面(軸上)に向う放射光はその反射面と
直角な方向からの放射光だけであり、その他の放射光
は、反射面によって反射されても正面ではなく側方(反
射面の長さ方向)に分散する。即ち、この技術によれ
ば、軸上の明るさをある程度向上することはできるが、
それにも限界があり、また、発光面の明るさの均一性は
何等向上されない。
【0010】また、上記のドーム形の反射型LEDラン
プ(特開平8−37321号公報,特開平8−5601
9号公報)は、LEDチップからの放射光を実質的に平
行光として指向することができ、軸上の明るさが高く、
しかも均一な発光面を形成できるため、これをハイマウ
ントストップランプ等の車両用灯具に適用することも考
えられる。しかし、その場合、そのドーム形の反射型L
EDランプは発光面が十分な広さとなるように大きく形
成される必要があるが、そのためにドーム形の樹脂モー
ルドを大きく形成すると、その内部歪も大きくなり、内
部応力によりLEDチップの破壊が生じる恐れもある。
また、そのように大きく形成したドーム形の反射型LE
Dランプを組付けて形成した車両用灯具は、その重量が
非常に重いものとなる。
【0011】そこで、本発明は、発光面積が広く、しか
も、軸上の明るさが高く、かつ均一な発光面を形成する
ことができ、また、全体を軽量に形成することができる
発光ダイオードランプ組立体の提供を課題とするもので
ある。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1にかかる発光ダ
イオードランプ組立体は、球面状に湾曲して凹陥する凹
陥部を備え、凹曲面からなるその凹陥部の内側表面が反
射面として形成されたリフレクタと、前記リフレクタに
取付けられ、先端が前記凹陥部の開口の面内に沿ってそ
の開口の中央まで延びる複数本のリードフレームと、前
記リードフレームに電気的に接続され、前記凹陥部の開
口の中央において前記リードフレームの前記凹陥部側の
表面に取付けられた発光ダイオードチップと、前記発光
ダイオードチップとその電気的接続部を封止し、かつ、
前記複数本のリードフレームを相互に機械的に結合する
光透過性の樹脂からなる樹脂モールドとを具備するもの
である。
【0013】また、請求項2にかかる発光ダイオードラ
ンプ組立体は、請求項1の発光ダイオードランプ組立体
に更にカバーレンズを備えたものであり、球面状に湾曲
して凹陥する凹陥部を備え、凹曲面からなるその凹陥部
の内側表面が反射面として形成されたリフレクタと、前
記リフレクタに取付けられ、先端が前記凹陥部の開口の
面内に沿ってその開口の中央まで延びる複数本のリード
フレームと、前記リードフレームに電気的に接続され、
前記凹陥部の開口の中央において前記リードフレームの
前記凹陥部側の表面に取付けられた発光ダイオードチッ
プと、前記発光ダイオードチップとその電気的接続部を
封止し、かつ、前記複数本のリードフレームを相互に機
械的に結合する光透過性の樹脂からなる樹脂モールド
と、前記リフレクタの前面側を覆うカバーレンズとを具
備するものである。
【0014】更に、請求項3にかかる発光ダイオードラ
ンプ組立体は、請求項2の発光ダイオードランプ組立体
においてその発光部を、特に、複数から構成したもので
あり、球面状に湾曲して凹陥する複数の凹陥部を備え、
凹曲面からなるその凹陥部の内側表面が反射面として形
成されたリフレクタと、前記リフレクタに取付けられ、
先端が前記複数の凹陥部の各開口の面内に沿ってその開
口の中央まで延びる複数本のリードフレームと、前記リ
ードフレームに電気的に接続され、前記凹陥部の開口の
中央において前記リードフレームの前記凹陥部側の表面
に取付けられた発光ダイオードチップと、前記発光ダイ
オードチップとその電気的接続部を封止し、かつ、前記
複数本のリードフレームを相互に機械的に結合する光透
過性の樹脂からなる樹脂モールドと、前記リフレクタの
前面側を覆うカバーレンズとを具備するものである。
【0015】なお、ここで、球面状に湾曲して凹陥する
凹陥部の内側表面の形状、即ち、凹曲面からなる反射面
の形状は、より具体的には、放射面、球頭面、或いは橢
円面等の2次曲面を基本とする凹曲面であることができ
る。
【0016】そして、この発光ダイオードランプ組立体
においては、反射面として形成された凹陥部の内側表面
が球面状に湾曲する凹曲面であるため、凹陥部の開口の
中央においてリードフレームの凹陥部側の表面に取付け
られた発光ダイオードチップからの放射光は、180度
の立体角の全範囲に亘って放射状に放射されるが、その
放射光の実質的に全てが凹曲面からなる反射面によって
前面側に指向的に反射される。そのため、凹陥部の開口
の大きさの広い発光面積を有し、また、軸上(正面)の
明るさが高く、かつ、均一な発光面を形成することがで
きる。また、リードフレームは実質的に重さがなく、し
かも樹脂モールドは発光ダイオードチップの周囲を取囲
むだけの最小の大きさで形成することができるため、全
体を軽量に形成することができる。
【0017】なお、請求項2においては、特に、カバー
レンズを備えているので、そのカバーレンズにより、発
光面を風雨等から保護し、また、放射光を適度に分散、
配光することができる。また、請求項3においては、特
に、リフレクタに複数の凹陥部を備えると共にそれぞれ
の凹陥部にLEDチップを同様に備えているので、複数
の発光部が単一のユニットとして形成され、その交換が
容易になる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
【0019】図1乃至図5は本発明の一実施の形態の発
光ダイオードランプ組立体を示すものであり、図1はそ
の発光ダイオードランプ組立体を一部切欠いて示す平面
図、図2は図1のX−X切断線に沿った断面図、また、
図3は図1のY−Y切断線に沿った断面図である。ま
た、図4は発光ダイオードチップの取付部分を拡大して
示す平面図である。更に、図5は発光ダイオードチップ
からの放射光の光路を示す説明図である。
【0020】図1乃至図3のように、本実施の形態の発
光ダイオードランプ組立体は、車両用灯具(表示ラン
プ)であるハイマウントストップランプ、即ち、自動車
の後部ウィンド部またはルーフに装着され、制動時に赤
色に発光してその制動を後続車に表示する信号用ランプ
として具体化したものである。そして、このランプ組立
体は、全体がやや細長い矩形状に形成され、車体に対す
る取付部としての基体1と、カバーレンズ2と、光源部
または発光部としてのランプ、即ち、反射型の発光ダイ
オードランプ組立体3とから構成されている(なお、以
下においては発光ダイオードを単に『LED』と表記す
る)。
【0021】具体的には、基体1は適宜の合成樹脂材料
等から全体的には略平板状に形成され、図示しない固着
部を介して、ネジ等により車体に取付けられるようにな
っている。また、この基体1には、その上面の端縁に沿
って、カバーレンズ2を取付けるための取付溝1aが周
状に設けられている。これに対して、カバーレンズ2は
内側側壁2aと外側側壁2bとを有する箱形の形状に形
成され、その内側側壁2aの先端を上記の取付溝1aに
ブチルゴム等の粘着材1bを介して嵌め合せることによ
り(図2)、基体1に対して取付けられるようになって
いる。したがって、カバーレンズ2と基体1とは、粘着
材1bを介して組付けられることによって、LEDラン
プ組立体3のための実質的に密封されたハウジングを形
成すると共に、必要なときには相互に分離できるように
なっている。
【0022】なお、カバーレンズ2は透明な、即ち、光
透過性の合成樹脂材料またはその他の材料から形成さ
れ、一般には、透明または適宜着色されたアクリル樹脂
から形成されている。また、その前面の内側には、微細
なレンズまたはプリズム等の集合からなる凹凸面2cが
設けられ、LEDランプ組立体3からの放射光を適度に
分散、配光し、また、外側からはそのランプ組立体3及
びカバーレンズ2内の構造が視認されないようにしてい
る。
【0023】更に、このカバーレンズ2の内側には、対
として互いに対向して基体1側に延びる平板状の取付片
2dが一体に設けられ、そして、この取付片2dにLE
Dランプ組立体3が取付けられ、支持されている。即
ち、やや細長い直方体形状の外形を有するこのランプ組
立体3は、一対の取付片2dの間で僅かに弾発的に挾持
され、ガタツキをなくした状態で、その側面の係止爪3
aが取付片2dの係合口2eに係止することによってカ
バーレンズ2に対して保持されている。したがって、こ
のLEDランプ組立体3は、カバーレンズ2から取外す
ことができ、交換、補修等ができるようになっている。
なお、図2において、3bはLEDランプ組立体3に電
気を供給するための導線であり、基体1を通ってそのラ
ンプ組立体3に接続されている。
【0024】そして、この基体1とカバーレンズ2、及
びLEDランプ組立体3とからなるハイマウントストッ
プランプとしての組立体は、図示しない適当なカバー体
(外囲体)によって、少なくともカバーレンズ2の前面
部を残して更に覆われて、自動車の後部ウィンドまたは
ルーフに後方に向けて備え付けられる。なお、この基体
1を含む組立構造は一例であって、例えば、LEDラン
プ組立体3は基体1側に同様の手段で取付けるようにす
ることができ、また、カバーレンズ2または反射型LE
Dランプ3を取付部を備えたものとして形成することに
よって、基体1を省くことができる。しかし、上記の構
造は、特に、その組立が容易であり、また、後述のよう
にユニット化したLEDランプ組立体3を容易に交換で
きる効果がある。
【0025】ここで、本実施の形態のランプ組立体の基
本をなすLEDランプ組立体3は、反射型として構成さ
れ、リフレクタ(反射部材)4と、リードフレーム5、
及びpn接合された光半導体の結晶体からなる発光ダイ
オードチップ(LEDチップ)6及び光透過性樹脂から
なる樹脂モールド7との組立体からなっている。また、
ここでは、複数単位の(具体的には、4単位の)ランプ
組立体が一列に並列された単一のユニットとして構成さ
れている。
【0026】ランプ本体を構成するリフレクタ(反射部
材)4は、ABS樹脂等の合成樹脂材料から形成され、
ここでは、やや細長い矩形体として形成されている。ま
た、その周囲には、それの補強を兼ねて、カバーレンズ
2の取付片2dに対する取付部となる外枠4aが一体に
設けられている。そして、その前面側の表面には、球面
状に湾曲して凹陥する凹陥部4bが4個並列して設けら
れ、また、その各凹陥部4bの内側表面の全体、即ち、
球面状の凹曲面からなる表面の全体は、鏡面、即ち、反
射面4cとして形成されている。つまり、この凹曲面か
らなる反射面4cを備えたリフレクタ4は、凹面鏡とし
て形成されている。
【0027】なお、この反射面4cは、例えば、ABS
樹脂等から凹陥部4bを有するリフレクタ4を形成した
後、その凹陥部4bの内面にアルミニウム等を蒸着し、
次いでその蒸着面に、その保護とリードフレーム5の絶
縁のために、透明樹脂コートを施すことによって形成す
ることができる。また、メッキ、或いは反射性フィルム
の貼着等によっても同様に形成することができる。な
お、リフレクタ4を金属材料から形成した場合には、凹
陥部4bの内側表面はそのまま反射面として形成される
ことになるが、リフレクタ4自体は合成樹脂材料から形
成することが、軽量化等の点で好ましい。
【0028】リードフレーム5は、LEDチップ6に電
流を送るリードとしての役割と、そのLEDチップ6を
凹陥部4aの開口面の中心に配置する支持体としての役
割とを有している。そのため、このリードフレーム5
は、LEDチップ6に対してカソードまたはアノードと
なる少なくとも2本のリードフレーム、即ち、LEDチ
ップ6をその表面に直接取付けるダイボンディング用の
メインリードフレーム5aとワイヤボンディング用のサ
ブリードフレーム5bとからなり、また、それぞれリフ
レクタ4の凹陥部4bの開口の面内を通って、その中心
まで延びている。なお、このリードフレーム5は、例え
ば、金属薄板材料を打抜き成形することによって形成さ
れ、また、その先端のLEDチップ6の電気的接続部
に、電気的な接続を確実にするための銀メッキを施して
形成される。
【0029】具体的には、本実施の形態ではリードフレ
ーム5は見掛上4本からなり、図1のように、リフレク
タ4の凹陥部4bの開口面内で十字状に配置されてい
る。より具体的には、図4のように、それらの4本のリ
ードフレーム5は、中心部において2本ずつ『く』字状
に相互に接続し、実質的には2本のメインリードフレー
ム5a及びサブリードフレーム5bとして形成されてい
る。ただし、これらのリードフレーム5は、何本である
かにかかわらず、樹脂モールド7によって構造的には相
互に一体に結合される。そして、リードフレーム5のこ
の十字状(たすき状)の配置は、これに取付けられるL
EDチップ6が、凹陥部4bの開口の面内の中央位置に
おいて、実質的に不動に保持されることを確実にしてい
る。なお、これらのリードフレーム5a,5bの先端
は、LEDチップ6のワイヤボンディングを容易とし、
また、主にLEDチップ6を封止する樹脂モールド7が
最小の大きさで形成された場合でも、それらのリードフ
レーム5がその樹脂モールド7によって機械的に結合さ
れるように、開口の中央において十分に近接して配置さ
れる。ここでは、それらの先端は相互に入組むように近
接して配置されている。
【0030】なお、リードフレーム5のリフレクタ4に
対する取付または固定は、図1及び図2のように、その
配置経路に対応してリフレクタ4の表面に形成された小
溝(図示略)にリードフレーム5を嵌め入れて位置決め
し、次いでリフレクタ4の外枠4aに沿って折り曲げる
ことによって、簡易に行うことができる。この場合、必
要に応じて、更に接着剤により接着することもできる。
またこの場合、図1のように、リフレクタ4の長さ方向
に隣接するリードフレーム5間を接続部5cで相互に接
続するようにすれば、樹脂モールド7によって各リード
フレーム5は結合されるため、全てのリードフレーム5
が単一の構造体となり、また配線もより簡易になる。た
だし、この場合には、隣接する凹陥部4b間において、
メインリードフレーム5aまたはサブリードフレーム5
bを互いに隣り合うように配置することが必要である。
【0031】発光素子であるLEDチップ6は、内側表
面が反射面4cとして形成された凹陥部4bの開口面の
中心(中央)において、リードフレーム5の裏側面、即
ち、前面側とは反対側の表面にダイボンディングして取
付けられる。つまり、反射面4c側に取付けられる。そ
して本実施の形態では、図4のように、赤色光を放射す
る2個のLEDチップ6がリードフレーム5の裏側面に
取付けられている(したがって、図4は裏側から見た平
面図である)。詳細には、それらの2個のLEDチップ
6はメインリードフレーム5aの先端に銀ペーストを介
してダイボンディングされ、それによって、それらの各
裏側電極が電気的に接続されると共に、表側電極は金線
5dを介してサブリードフレーム5bに電気的に接続さ
れている。こうして2個のLEDチップ6が並列に接続
され、これらに順方向に通電することによって、十分に
高い明るさの赤色光が得られるようにしている。
【0032】そして、これらの2個のLEDチップ6
は、その保護のために、電気的接続部である金線5dに
よるワイヤボンディング部を含めて、光透過性の樹脂、
例えば、透明なエポキシ樹脂の樹脂モールド7によって
封止されている。ただし、この樹脂モールド7は封止の
ために必要な最小の大きさで形成され、また、レンズ効
果が実質的に生じないように半球体の形状で形成されて
いる。したがって、このリードフレーム5の先端に電気
的に接続されて取付けられたLEDチップ6を樹脂モー
ルド7で封止した構造は、通常の砲弾形のLEDランプ
と同様であるが、それよりもはるかに小さく形成され
る。なお、上記のように、この樹脂モールド7によっ
て、複数本のリードフレーム5は相互に機械的に結合さ
れ、LEDチップ6と共に単一の素子として形成され
る。そして、この素子は、特に、その樹脂モールド7が
実質的に重さを有しない程度に小さく形成されているた
め、慣性力も実質的に働かない。
【0033】図5はこのように構成された本実施の形態
のLEDランプ組立体のLEDチップ6からの放射光の
光路を示している。そして、図5のように、リフレクタ
4の凹陥部4bの開口面の中央に配置され、リードフレ
ーム5の凹陥部4b側の表面に取付けられたLEDチッ
プ6からの放射光は、凹陥部4b側の全周囲に亘って、
即ち、180度の立体角の全範囲に亘って放射される
が、その放射光は凹陥部4bの内面を形成する凹曲面か
らなる反射面4cによって反射され、側方等には向かう
ことなく、実質的に前方(図の上方)方向のみに指向さ
れる。したがって、この反射型のLEDランプ組立体に
よれば、反射面4cが2次光源として形成され、凹陥部
4bの開口の大きさに対応する広い面積の発光面が形成
され、しかも、均一の明るさで発光し、また軸上(正
面)の明るさが高い発光面が形成される。なお、リード
フレーム5はその反射光を遮るが、凹陥部4bの開口面
においてリードフレーム5が占める割合は、通常2〜3
%程度の少ない割合とすることができる。
【0034】なおここで、最も高い軸上(正面)の明る
さ(光度)は、反射面4cからの反射光が、全て厳密に
光軸と平行に前方に指向されるときに得られる。そし
て、このような反射光の指向性は、反射面4cを放物面
(回転放物面)から形成することによって得ることがで
きる。具体的には、この放物面は、図5においてLED
チップ6を原点とするxy座標を形成したときy=x2
−1/4 ・a(aは凹陥部4bの開口面の直径,y≦0)
で表される放物線をy軸の周りで回転して得られる。し
かし、実際上においては、厳密な平行光であることは必
要ではなく、むしろ、ある程度分散した方がハイマウン
トストップランプとしては好ましい。そのため、本実施
の形態では、凹陥部4b内面である反射面4cは、その
放物面と近似する2次曲面、即ち、LEDチップ6と凹
陥部4bの底までの距離を2〜3倍した図5に示す点p
を中心とする球頭面から形成されている。しかし、この
ような凹曲面であっても、均一の明るさで発光し、また
軸上の明るさが高い面光源としての発光面が得られるこ
とは、放物面の場合と実質的に同じである。なお、その
ような球頭面の場合、中心点Pの位置(曲率半径)を適
切に決めることにより、反射光の分散(拡がり)の度合
を任意に設定することができる。
【0035】このように、本実施の形態のLEDランプ
組立体は、基本的には、球面状に湾曲して凹陥する(具
体的には、球頭面状に凹陥する)凹陥部4bを備え、凹
曲面(具体的には、球頭面)からなるその凹陥部4bの
内側表面が反射面4cとして形成されたリフレクタ4
と、そのリフレクタ4に取付けられ、先端が凹陥部4b
の開口の面内に沿ってその開口の中央まで延びる複数本
のリードフレーム5と、そのリードフレーム5に電気的
に接続され、凹陥部4bの開口の中央においてリードフ
レームの凹陥部4b側の表面に取付けられたLEDチッ
プ6と、そのLEDチップ6とその電気的接続部を封止
し、かつ、複数本のリードフレーム5を相互に機械的に
結合する光透過性の樹脂からなる樹脂モールド7とを具
備するものである。
【0036】したがって、このLEDランプ組立体によ
れば、上記のように、軸上の明るさが高く、かつ均一で
あり、面積の広い発光面を形成することができるので、
保安性の高いハイマウントストップランプとして形成す
ることができる。また、LEDチップ6からの放射光は
反射面4cによって前面方向に指向するように制御で
き、照明光として無駄無く、効率的に利用できるので、
少ない個数のLEDチップ6によって安価な、また消費
電力の少ないランプとして形成することができる。更
に、リードフレーム5の使用によりプリント基板等が必
要ないため、簡易な構造でランプ組立体を形成すること
ができると共に、リードフレーム5は実質的に重さがな
く、また、樹脂モールド7はLEDチップ6の周囲を取
囲むだけの実質的に重さのない最小の大きさで形成でき
るため、全体としても軽量なランプ組立体を形成するこ
とができる。
【0037】なお、本実施の形態のLEDランプ組立体
は、より具体的には、通常のランプの場合と同様に、リ
フレクタ4の前面側を覆うカバーレンズ2を更に備えて
構成される。そして、これによって、リフレクタ4の反
射面4c、リードフレーム5、及び樹脂モールド7で封
止されたLEDチップ6等の各部を風雨等から保護し、
また、それらの各部が損傷し、或いは汚れることを防ぐ
ことができる。また、反射面4cによって反射されて前
方側に向かうLEDチップ6からの放射光を適度に分散
し、配光して眩惑を防止し、或いは、ギラギラ感等の意
匠性を発現させることができる。
【0038】更に、本実施の形態のLEDランプ組立体
は、特に、複数の発光部単位(ランプ単位)をユニット
化し、リフレクタ4を複数の(4個の)凹陥部4bを備
えるものとして形成し、そして、それらの各凹陥部4b
に対してリードフレーム5及びLEDチップ6を配設し
ている。そのため、劣化等によってLEDチップ6が発
光しなくなったときには、ユニットとして簡単に交換す
ることができる。また、このユニット化したLEDラン
プ組立体は、例えば、細長く形成したカバーレンズ2に
対して、これを複数個直線的に並列して用いることもで
き、それによって、細長い全体形状のハイマウントスト
ップランプとして形成することができる。そしてその場
合、各ユニット化されたLEDランプ組立体は、それぞ
れ単独で交換することができる。
【0039】なお、上記の実施の形態のLEDランプ組
立体では、図4のように、リフレクタ4の各凹陥部4b
に対して、即ち、各発光部単位に対して、赤色の2個の
LEDチップ6を用いているが、この個数は発光面(凹
陥部4bの開口)の大きさに応じ、或いは発光面の所望
の明るさ等に応じて任意に決めることができ、1個であ
っても、また、3個以上であってもよい。また、ここで
は、2個のLEDチップ6を同時に点灯するようにして
いるが、メインリードフレーム5aとサブリードフレー
ム5bのうちの少なくとも一方を各LEDチップ6に対
して個別なリードフレームとして形成し、それらの2個
のLEDチップ6を独立的に点灯制御できるようにする
こともできる。これを、図6により具体的に説明する。
【0040】図6はLEDチップの取付部分の別の実施
の形態を、図4と同様に示す平面図である。したがっ
て、この図6はLEDチップの取付部分を裏側から見た
平面図である。
【0041】即ち、この図6に示す実施の形態では、メ
インリードフレーム5aとサブリードフレーム5bは、
互いに独立した個別リードフレームとしてそれぞれ2本
ずつからなっている。そして、2個のLEDチップ6が
それらの2本のメインリードフレーム5aに対してそれ
ぞれダイボンディングされ、また、2本のサブリードフ
レーム5bに対してそれぞれワイヤボンディングされて
いる。なお、一方のリードフレーム5aまたは5bは、
電気的に接続された実質的に単一のコモンリードフレー
ムとして形成されていてもよい。したがって、各メイン
リードフレーム5aとサブリードフレーム5bとの間に
それぞれ独立的に通電することができ、各LEDチップ
6をそれぞれ独立的に点灯させることができる。
【0042】そして、これによって、例えば、ブレーキ
ペタルの踏込み量に応じて、或いは排気ブレーキ等の補
助ブレーキの使用に応じて、1個のLEDチップ6のみ
を点灯させるか、2個のLEDチップ6を点灯させるか
の点灯制御を行い、発光面の明るさを2段階に変えるよ
うにすることができる。また、3個のLEDチップ6を
用いた場合には、発光面の明るさを3段階に変えるよう
にすることができる。なおその場合、リードフレーム5
は、例えば、3本のメインリードフレーム5aとコモン
リードフレームとされた1本のサブリードフレーム5b
とから形成することができる。
【0043】ところで、上記の実施の形態のLEDラン
プ組立体において、リフレクタ4は、特に、その凹陥部
4bの具体的形状と配列において、その他にも種々の形
態であることができる。
【0044】図7乃至図9は第一の別の実施の形態のリ
フレクタを示すもので、図7はそのリフレクタの平面
図、図8はそのリフレクタを長さ方向に沿って中央で切
断して示す断面図、また、図9はそのリフレクタを長さ
方向とは直角に凹陥部の中央で切断して示す断面図であ
る。
【0045】図7乃至図9のように、符号10で示すこ
の第一の別の実施の形態のリフレクタは、図1乃至図3
のリフレクタ4と同様に、外枠4aを有する矩形体とし
て形成され、また、その前面側には球面状に湾曲して凹
陥する4個の凹陥部4bが一列に並んで設けられてい
る。また、凹曲面状のその各凹陥部4bの内側表面は、
同様に反射面4cとして形成されている。なお、このリ
フレクタ10の各凹陥部4bには、図7に点線で示すよ
うに、LEDチップ6を裏側中央に取付けて電気的に接
続し、樹脂モールド7で封止したリードフレーム5が、
その開口面内に沿ってそれぞれ配設され、反射型のLE
Dランプ組立体として構成される。また、この図7に
は、図1乃至図3では図示を省略した小溝4d、即ち、
リードフレーム5を案内し、リフレクタに対して位置決
めするための小溝4dが示されている。ただし、取付爪
3aは図示を省略している。
【0046】そして、この第一の別の実施の形態のリフ
レクタ10では、それらの凹陥部4bの内側表面、即
ち、反射面4cは、橢円面(回転橢円面)からなる凹曲
面を基本とし、その長軸側及び短軸側の両側端を切欠い
て形成されている。したがって、平面視において凹陥部
4bの開口は少し細長い略六角形の形状であり、また、
切欠いた部分は垂直な平坦面として形成されている。ま
た、このような形状の4個の凹陥部4bは、長軸側の切
欠部分を互いに接した状態で、連続して配列されてい
る。
【0047】そのため、このリフレクタ10を備えたL
EDランプ組立体では、凹陥部4bが連続して配列され
ていることによって、全体として細長い矩形の(帯状
の)発光面を得ることができる。なお、その凹陥部4b
の開口面の形状に従う発光面は、反射面4cが橢円面か
らなり、LEDチップ6からの放射光が前方に指向的に
反射されるため、上記の実施の形態のリフレクタ4の場
合と同様に、明るさ分布が実質的に均質であり、また、
高い軸上(正面)の明るさで発光する。ただしこの場
合、LEDチップ6から水平方向(凹陥部4bの開口面
と平行な方向)に放射された放射光の一部は、切欠部分
が垂直な平面であるため前方には指向されないが、その
量は僅かである。
【0048】このように、凹陥部4bの内面形状(反射
面4cの形状)は、基本的に球状の凹曲面からなる限
り、即ち、どのような断面においても凹状に湾曲する2
次的な凹曲面であって、環状の開口縁からその中央にか
けてなだらかに窪んだ凹曲面からなる限り、その周縁の
一部を切欠いた形状であることができ、また、そのよう
な内面形状を有する凹陥部4bを、互いの開口縁を接し
た状態で隣接配置することができる。そしてそれによっ
て、軸上(正面)の明るさが高く、しかも均一な連続す
る発光面を形成することができる。
【0049】更に、この凹陥部4bの内面形状(反射面
4cの形状)は、全体として実質的に球状の凹曲面から
なるものであれば、不連続な複数の凹曲面からなるもの
であることができ、また、平面を含むものであることも
できる。そしてそれによって、種々の意匠性のある発光
面を形成することができる。
【0050】図10及び図11は第二の更に別の実施の
形態のリフレクタを概略的に示すもので、図10はその
リフレクタの斜視図、図11はそのリフレクタを長さ方
向中央で切断して示す断面図である。
【0051】図10及び図11のように、符号20で示
す第二の別の実施の形態のリフレクタは、各凹陥部4b
の内面形状(反射面4cの形状)を、複数の(ここでは
3の)環状状の凹曲面からなり、これらが同心状に、か
つ、段差を介して不連続に形成された凹曲面としたもの
である。なお、この各凹陥部4bの開口面の中央には、
上記と同様に、LEDチップが反射面4c側に向けて配
置される。したがって、このリフレクタ20によれば、
LEDチップからの放射光は反射面4cを形成する各環
状の凹曲面により環状に反射され、全体的には均一の明
るさであるが、多重のリング状の発光面が形成される。
【0052】また、図12及び図13は第三の更に別の
実施の形態のリフレクタを概略的に示すもので、図12
はそのリフレクタの斜視図、図13はそのリフレクタを
長さ方向中央で切断して示す一部断面図である。
【0053】図12及び図13のように、符号30で示
す第三の別の実施の形態のリフレクタは、各凹陥部4b
の内面形状(反射面4cの形状)をダイヤカット状に形
成したものである。即ち、その凹曲面は、多数の小さな
三角形の平面が全体的には凹曲面状に集合された多角面
からなっている。したがって、このリフレクタ30によ
れば、LEDチップからの放射光は小さな平面からなる
各反射面によって分散的に反射されるため、全体的には
均一の明るさではあるが、ギラギラした感じの発光面が
形成される。
【0054】なお、これらのリフレクタ20,30によ
って得られる意匠的な発光面は、カバーレンズ2の凹凸
面2cを適切に形成することによっても同様に得ること
ができる。しかし、これらを組合せることによって、即
ち、凹陥部4bの反射面4cを意匠性のある発光面が得
られる凹曲面に形成すると共に、カバーレンズ2の凹凸
面2cも同時に適切に形成することによって、より意匠
的な種々の発光面を得ることができる。
【0055】ところで、上述の実施の形態のLEDラン
プ組立体はハイマウントストップランプとして具体化し
たものであるが、リヤコンビネーションランプとしても
同様に具体化することができる。そして、そのような場
合、リフレクタは図14のような全体が湾曲した形状に
形成することができる。
【0056】図14は第四の更に別の実施の形態のリフ
レクタを長さ方向中央で切断して示す断面図である。
【0057】図14のように、全体を40で示すリフレ
クタは、これまでの実施の形態のリフレクタ4(10,
20,30)と同様に、合成樹脂材料から外枠4aを有
するやや長い矩形体として形成され、その前面側には球
面状に湾曲して凹陥する4個の凹陥部4bがその長さ方
向に沿って設けられている。また同様に、その凹曲面状
の各凹陥部4bの内側表面は、例えば、アルミニウムの
蒸着によって反射面4cとして形成されている。ただ
し、このリフレクタ40は、自動車後部の湾曲したコー
ナに沿って配置することができるように、その長さ方向
に沿って全体が弓状に湾曲して形成されている。
【0058】そのため、このリフレクタ40は、LED
チップ6がボンディングされると共に樹脂モールド7で
封止したリードフレーム5を同様に組付けて(このリー
ドフレーム5の組付けは、これを外枠4aに沿って折曲
げるだけであるから、リフレクタ40の形状にかかわら
ず容易に行うことができる)LEDランプ組立体として
形成し、リヤコンビネーションランプとして、湾曲した
カバーレンズ2と共に自動車後部の湾曲したコーナ部に
備え付けることができる。そして、発光面を形成する各
凹陥部4bの開口面は、その湾曲に対応した方向にそれ
ぞれ向けられているため、LEDチップ6からの放射光
は自動車の後方だけでなく側後方に対しても放射して、
これらの方向に対する信号表示を行うことができる。し
たがって、この場合のLEDチップ6からの放射光は所
定の角度範囲に分散される必要があるため、凹陥部4b
の内面形状、即ち、反射面4cの形状は、図7乃至図9
のリフレクタ4の場合のような橢円面が好ましく、ま
た、互いの凹陥部4bは図7のように連続することが好
ましい。なお、このようにリヤコンビネーションランプ
として具体化するに際して、明るさ(種類)の異なる2
個のLEDチップ6を用い、かつ図6のように、独立的
に点灯制御できるようにすることによって、テールラン
プとストップランプとを兼ねたものとして形成すること
ができ、また、適切な発光色を放射するLEDチップを
用いることによって、ターンシグナルランプとしても形
成することができる。
【0059】更に、上記のようにリヤコンビネーション
ランプとしてだけでなく、このリフレクタを備えた反射
型のLEDランプ組立体は高い軸上(正面)の明るさが
得られることから、その他にも、表示用または照明用の
ランプ等として種々の用途に具体化することができる。
なお、それらの場合、カバーレンズは適宜省くことがで
きる。
【0060】また、それらの場合、リフレクタに備える
凹陥部(凹曲面状の反射面)の数と配列は、その具体的
な用途等に応じて、単一の場合も含めて適宜に設計する
ことができる。例えば、4個の凹陥部を縦横に配列する
ことによって、全体として正四角形状の発光面を形成す
ることができる。また、使用するLEDチップの種類及
び個数についても、赤色光を放射する赤色LEDチップ
だけでなく、アンバ色に発光するLEDチップ、或い
は、緑色光を放射する緑色LEDチップ、青色光を放射
する青色LEDチップ等の各色LEDチップを、それぞ
れ単独で、または2種類以上を組合せて用いることがで
きる。そして、例えば、光の3原色を構成する赤色LE
Dチップと緑色LEDチップ、及び青色LEDチップの
3種類のLEDチップを用い、また、これらを相互に独
立的に点灯制御できるようにリードフレームを構成する
ことにより、白色の混合色を含む実質的に全色の発光色
を得ることができる。
【0061】
【発明の効果】以上のように、請求項1にかかる発光ダ
イオードランプ組立体は、球面状に湾曲して凹陥する凹
陥部を備え、凹曲面からなるその凹陥部の内側表面が反
射面として形成されたリフレクタと、前記リフレクタに
取付けられ、先端が前記凹陥部の開口の面内に沿ってそ
の開口の中央まで延びる複数本のリードフレームと、前
記リードフレームに電気的に接続され、前記凹陥部の開
口の中央において前記リードフレームの前記凹陥部側の
表面に取付けられた発光ダイオードチップと、前記発光
ダイオードチップとその電気的接続部を封止し、かつ、
前記複数本のリードフレームを相互に機械的に結合する
光透過性の樹脂からなる樹脂モールドとを具備するもの
である。
【0062】したがって、この発光ダイオードランプ組
立体によれば、発光ダイオードチップからの放射光、即
ち、凹陥部の開口の中央においてリードフレームの凹陥
部側の表面にボンディングされた発光ダイオードチップ
から180度の立体角の全範囲に亘って放射状に放射さ
れる放射光は、反射面として形成された凹曲面からなる
凹陥部の内側表面によって、その実質的に全てを前方側
に指向的に反射させることができる。そのため、軸上
(正面)の明るさが高く、かつ均一であり、しかも、凹
陥部の開口の大きさに対応する広い面積を有する発光面
を得ることができる。また、そのように発光ダイオード
チップからの放射光は効率的に照明光として利用される
ので、所定の明るさの発光面をより少ない個数の発光ダ
イオードチップによって安価に形成することができる。
更に、リードフレームは実質的に重さがなく、また、樹
脂モールドは発光ダイオードチップの周囲を取囲むだけ
の実質的に重さがない最小の大きさで形成することがで
きるため、全体を簡易な構造で軽量に形成することがで
きる。
【0063】また、請求項2にかかる発光ダイオードラ
ンプ組立体は、請求項1の発光ダイオードランプ組立体
に更にカバーレンズを備えたものであり、球面状に湾曲
して凹陥する凹陥部を備え、凹曲面からなるその凹陥部
の内側表面が反射面として形成されたリフレクタと、前
記リフレクタに取付けられ、先端が前記凹陥部の開口の
面内に沿ってその開口の中央まで延びる複数本のリード
フレームと、前記リードフレームに電気的に接続され、
前記凹陥部の開口の中央において前記リードフレームの
前記凹陥部側の表面に取付けられた発光ダイオードチッ
プと、前記発光ダイオードチップとその電気的接続部を
封止し、かつ、前記複数本のリードフレームを相互に機
械的に結合する光透過性の樹脂からなる樹脂モールド
と、前記リフレクタの前面側を覆うカバーレンズとを具
備するものである。
【0064】したがって、この発光ダイオードランプ組
立体によれば、カバーレンズを更に備えるので、請求項
1の効果に加えて、リフレクタの反射面、リードフレー
ム、及び発光ダイオードチップ等の各部を風雨等から保
護することができ、また、反射面によって反射されて前
方側に向かう放射光を適度に分散させることができる効
果がある。
【0065】更に、請求項3にかかる発光ダイオードラ
ンプ組立体は、請求項2の発光ダイオードランプ組立体
においてその発光部を、特に、複数から構成したもので
あり、球面状に湾曲して凹陥する複数の凹陥部を備え、
凹曲面からなるその凹陥部の内側表面が反射面として形
成されたリフレクタと、前記リフレクタに取付けられ、
先端が前記複数の凹陥部の各開口の面内に沿ってその開
口の中央まで延びる複数本のリードフレームと、前記リ
ードフレームに電気的に接続され、前記凹陥部の開口の
中央において前記リードフレームの前記凹陥部側の表面
に取付けられた発光ダイオードチップと、前記発光ダイ
オードチップとその電気的接続部を封止し、かつ、前記
複数本のリードフレームを相互に機械的に結合する光透
過性の樹脂からなる樹脂モールドと、前記リフレクタの
前面側を覆うカバーレンズとを具備するものである。
【0066】したがって、この発光ダイオードランプ組
立体によれば、特に、リフレクタに複数の凹陥部を備え
ると共に、それらの各凹陥部にLEDチップをリードフ
レームに電気的に接続し、また樹脂モールドで封止して
備え、複数の発光部をユニット化しているので、請求項
2の効果に加えて、LEDチップが発光しなくなったと
き等に、ユニットとして簡単に交換できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明の一実施の形態の発光ダイオー
ドランプ組立体を一部切欠いて示す平面図である。
【図2】 図2は図1のX−X線に沿って切断した断面
図である。
【図3】 図3は図1のY−Y線に沿って切断した断面
図である。
【図4】 図4は図1の発光ダイオードランプ組立体の
発光ダイオードチップの取付部分を拡大して示す平面図
である。
【図5】 図5は図1の発光ダイオードランプ組立体の
発光ダイオードチップからの放射光の光路を示す説明図
である。
【図6】 図6は図1の発光ダイオードランプ組立体の
別の実施の形態の発光ダイオードチップの取付部分を拡
大して示す平面図である。
【図7】 図7は図1の発光ダイオードランプ組立体の
第一の別の実施の形態のリフレクタを示す平面図であ
る。
【図8】 図8は図7のリフレクタを長さ方向に沿って
中央で切断して示す断面図である。
【図9】 図9は図7のリフレクタを長さ方向とは直角
に凹陥部の中央で切断して示す断面図である。
【図10】 図10は図1の発光ダイオードランプ組立
体の第二の別の実施の形態のリフレクタを示す斜視図で
ある。
【図11】 図11は図10のリフレクタを長さ方向に
沿って中央で切断して示す断面図である。
【図12】 図12は図1の発光ダイオードランプ組立
体の第三の別の実施の形態のリフレクタを示す斜視図で
ある。
【図13】 図13は図12のリフレクタを長さ方向に
沿って中央で切断して示す一部断面図である。
【図14】 図14は第四の更に別の実施の形態のリフ
レクタを長さ方向に沿って中央で切断して示す断面図で
ある。
【符号の説明】
1 基体 2 カバーレンズ 3 LEDランプ組立体 4 リフレクタ 4b 凹陥部 4c 反射面 5 リードフレーム 6 LEDチップ 7 樹脂モールド 10,20,30 リフレクタ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 球面状に湾曲して凹陥する凹陥部を備
    え、凹曲面からなるその凹陥部の内側表面が反射面とし
    て形成されたリフレクタと、 前記リフレクタに取付けられ、先端が前記凹陥部の開口
    の面内に沿ってその開口の中央まで延びる複数本のリー
    ドフレームと、 前記リードフレームに電気的に接続され、前記凹陥部の
    開口の中央において前記リードフレームの前記凹陥部側
    の表面に取付けられた発光ダイオードチップと、 前記発光ダイオードチップとその電気的接続部を封止
    し、かつ、前記複数本のリードフレームを相互に機械的
    に結合する光透過性の樹脂からなる樹脂モールドとを具
    備することを特徴とする発光ダイオードランプ組立体。
  2. 【請求項2】 球面状に湾曲して凹陥する凹陥部を備
    え、凹曲面からなるその凹陥部の内側表面が反射面とし
    て形成されたリフレクタと、 前記リフレクタに取付けられ、先端が前記凹陥部の開口
    の面内に沿ってその開口の中央まで延びる複数本のリー
    ドフレームと、 前記リードフレームに電気的に接続され、前記凹陥部の
    開口の中央において前記リードフレームの前記凹陥部側
    の表面に取付けられた発光ダイオードチップと、 前記発光ダイオードチップとその電気的接続部を封止
    し、かつ、前記複数本のリードフレームを相互に機械的
    に結合する光透過性の樹脂からなる樹脂モールドと、 前記リフレクタの前面側を覆うカバーレンズとを具備す
    ることを特徴とする発光ダイオードランプ組立体。
  3. 【請求項3】 球面状に湾曲して凹陥する複数の凹陥部
    を備え、凹曲面からなるその凹陥部の内側表面が反射面
    として形成されたリフレクタと、 前記リフレクタに取付けられ、先端が前記複数の凹陥部
    の開口の面内に沿ってその開口の中央まで延びる複数本
    のリードフレームと、 前記リードフレームに電気的に接続され、前記複数の凹
    陥部の開口の中央において前記リードフレームの前記凹
    陥部側の表面に取付けられた発光ダイオードチップと、 前記発光ダイオードチップとその電気的接続部を封止
    し、かつ、前記複数本のリードフレームを相互に機械的
    に結合する光透過性の樹脂からなる樹脂モールドと、 前記リフレクタの前面側を覆うカバーレンズとを具備す
    ることを特徴とする発光ダイオードランプ組立体。
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