JPH11163413A - 光源装置 - Google Patents

光源装置

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JPH11163413A JP9323637A JP32363797A JPH11163413A JP H11163413 A JPH11163413 A JP H11163413A JP 9323637 A JP9323637 A JP 9323637A JP 32363797 A JP32363797 A JP 32363797A JP H11163413 A JPH11163413 A JP H11163413A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構造で配光特性を容易に変化させる。 【解決手段】アノードリード2の先端部分に一端が片持
ち支持されたリード片3を形成し、リード片3の先端近
傍の上面に発光ダイオードチップ1を導電性接着剤等に
より固定する。リード片3の先端近傍の下側には、発光
ダイオードチップ1の発する光を反射するために反射板
6が配設される。アノードリード2と反射板6の端子の
間に電圧を印加すると、リード片3と反射板6の間に生
じる電界によってリード片3の先端部分と反射板6の間
に静電力がはたらき、リード片3が撓んで反射板6の方
(下方)へ微小距離だけ移動する。その結果、発光ダイ
オードチップ1と反射板6との相対的な位置関係が変化
するため、発光ダイオードチップ1から発せられた光が
外部へ放射される経路を変え、配光特性を変化させるこ
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、発光ダイオードを
用いた光源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図7は一般的な発光ダイオードの構造を
示す側面断面図である。発光ダイオードチップ1は反射
板を兼ねるカソードリード4のリード片4aに導電性接
着剤によって接合され、上面に形成された他方の電極に
ワイヤ(金線)5の一端がワイヤボンディングにより接
続され、ワイヤ5の他端がアノードリード2に接続され
ている。さらに発光ダイオードチップ1、リード片4
a、カソードリード4並びにアノードリード2の一部を
透光性を有する樹脂(エポキシ樹脂など)でモールドす
ることにより発光ダイオードチップ1の保護が図られて
いる。
【0003】而して、カソードリード4とアノードリー
ド2の間に電圧を印加することで発光ダイオードチップ
1から光が発せられ、その光の一部が反射板6によって
反射され、樹脂のモールド体12内部を伝搬して外部へ
放射される。このときモールド体12が曲率を有する形
状に形成されている場合には、モールド体12がレンズ
の役割を果たして光が集光あるいは拡散されることにな
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な発光ダイオードを用いた光源装置において配光特性を
変化させるためには、発光ダイオードを機械的に移動さ
せるか、あるいは発光ダイオード自体に複数の発光ダイ
オードチップ1を設ける方法が考えられる。しかしなが
ら、前者の方法では発光ダイオードを移動させるための
構造並びにスペースが必要となって光源装置が大型化す
るという問題がある。一方、後者の方法では発光ダイオ
ードチップ1を複数設けるためにコストがアップすると
いう問題がある。
【0005】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、簡単な構造で配光特性を容易に変化させるこ
とができる光源装置を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、発光ダイオードを用いた光源装
置であって、発光ダイオードチップと該発光ダイオード
チップに対向配置される反射板との距離を可変する可変
手段を備えたことを特徴とし、可変手段によって発光ダ
イオードチップと反射板との距離(相対的な位置関係)
を可変し、光の配光特性を簡単な構造で容易に変化させ
ることができる。
【0007】また、請求項2の発明のように、発光ダイ
オードチップが取着されたリード片と、導電性を有する
反射板とで上記可変手段を構成すれば、リード片と反射
板の間に電圧を印加することでリード片と反射板との間
に静電力を作用させ、両者の距離、すなわち発光ダイオ
ードチップと反射板との距離を簡単な構造で容易に可変
することができる。
【0008】なお、請求項3の発明のように、リード片
を可動自在に形成することが望ましい。また、請求項4
の発明のように、発光ダイオードチップの両電極を導電
性接着剤によりリード片に接着固定すれば、発光ダイオ
ードチップの電極を接続するためにワイヤ(金線)を用
いずに済み、ワイヤにより発光ダイオードチップから発
せられた光の一部が遮られることが無くなり、光の利用
効率を向上することができる。
【0009】なお、請求項5の発明のように、絶縁体と
導体とを層状に重ねて上記リード片を形成することが望
ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】(実施形態1)図1は本実施形態
における発光ダイオードLDの要部側面図を示してい
る。アノードリード2の先端部分に一端が片持ち支持さ
れたリード片3を形成し、このリード片3の先端近傍の
上面に発光ダイオードチップ1を導電性接着剤等により
固定してある。なお、リード片3に接着される面は発光
ダイオードチップ1のアノード電極である。さらに発光
ダイオードチップ1の他方の面のカソード電極がワイヤ
(金線)5によりカソードリード4に接続される。そし
て、アノードリード2とカソードリード4の間に電圧を
印加することで発光ダイオードチップ1が発光する。
【0011】一方、リード片3の先端近傍の下側には、
発光ダイオードチップ1の発する光を反射するために反
射板6が配設されている。なお、図示は省略している
が、反射板6には外部から電圧が印加できるように端子
が設けてある。アノードリード2と反射板6の端子の間
に電圧を印加すると、リード片3と反射板6の間に電界
が生じる。この電界によってアノードリード2に片持ち
支持されたリード片3の先端部分と反射板6の間に静電
力がはたらき、この静電力によりリード片3が撓んで反
射板6の方(下方)へ微小距離だけ移動する。その結
果、発光ダイオードチップ1と反射板6との相対的な位
置関係が変化するため、発光ダイオードチップ1から発
せられた光が外部へ放射される経路を変え、配光特性を
変化させることができる。
【0012】例えば、リード片3の面積を1×10
-6〔m2 〕、電圧を印加していない定常状態でのリード
片3と反射板6との距離(間隔)を0.5〔mm〕と
し、アノードリード2と反射板6の間に10〔V〕の電
圧を印加すれば、リード片3と反射板6に蓄積される電
荷は1.8×10-13 〔C〕であるから、両者の間には
たらく静電力の大きさは1×10-9〔N〕程度となる。
従って、リード片3をアルミニウムのように7×1010
程度の弾性率を有する材料で形成した場合であれば、リ
ード片3の厚みが0.1〔mm〕程度のときに約0.2
〔mm〕の撓みがリード片3に生じることになる。発光
ダイオードチップ1と図示しないレンズの焦点との距離
が1〔mm〕程度ならば、上記撓みによる発光ダイオー
ドチップ1の変動は20%程度である。よって、図2に
示すように発光ダイオードLDから1〔m〕離れた位置
においては、定常状態の配光特性(同図中イで示す)に
対して電圧印加時の配光特性(同図中ロで示す)を周囲
に約20〔cm〕程度広げることができる。なお、リー
ド片3を可動させるためにリード片3、発光ダイオード
チップ1などは樹脂によりモールドしないことは言うま
でもない。
【0013】上述のようにアノードリード2と反射板6
の間に数十ボルトの電圧を印加し、静電力によって発光
ダイオードチップ1が取着されているリード片3を撓ま
せ、発光ダイオードチップ1を数百μm移動させて発光
ダイオードチップ1と反射板6との相対的な距離(位置
関係)を可変するようにしたので、簡単な構造で発光ダ
イオードチップ1と反射板6との距離を変えて配光特性
を照射距離に対して数十%変化させることができる。ま
た、実際の光源装置はこのような発光ダイオードLDを
複数個列設して構成されるのであるが、上述のような配
光特性の変化を個々の発光ダイオードLDについて行う
ことができるため、光源装置全体での微妙な配光特性の
調整が可能となる。しかも、発光ダイオードLD内部の
発光ダイオードチップ1の僅かな変位を利用して配光特
性を変化させているので、光源装置は非常にコンパクト
に形成することが可能である。
【0014】(実施形態2)ところで、実施形態1の構
成では発光ダイオードチップ1のカソード電極とカソー
ドリード4をワイヤ5で接続しているため、リード片3
を撓ませることによる振動などによってワイヤ5が断線
する虞がある。また、ワイヤ5によって発光ダイオード
チップ1から発せられた光の一部が遮られて光の利用効
率が低下する場合がある。
【0015】そこで、本実施形態では、図3に示すよう
に板状の絶縁体7aの上に金属薄膜から成り絶縁層7c
を挟んで長手方向に並ぶ一対の導体7bを層状に形成し
てリード片7を構成し、このリード片7の先端近傍に発
光ダイオードチップ1を配置し、発光ダイオードチップ
1両側面の電極を導電性接着剤8によってそれぞれ導体
7bに接着して、機械的な固定と電気的な接続とを行う
ようにしている。
【0016】上述のような構造を採用することにより、
発光ダイオードチップ1の電極とカソードリード4とを
接続していたワイヤ5が不要となり、上記のようなワイ
ヤ5の断線や光の利用効率の低下といった不具合を回避
することができる。なお、図示は省略しているが、各導
体7bがそれぞれアノードリード2とカソードリード4
に接続されることは言うまでもない。
【0017】なお、図4に示すように板状の導体9aの
表面に酸化膜などから成る絶縁体9bを形成し、さらに
その絶縁体9bの上に金属薄膜から成り絶縁層9cを挟
んで長手方向に並ぶ一対の導体9dを層状に形成してリ
ード片9を構成するようにしてもよい。この場合には最
下層の導体9aと反射板6との間に電圧を印加すること
でリード片9を撓ませるようにすればよい。
【0018】(実施形態3)実施形態1では発光ダイオ
ードチップ1をリード片3の上面(反射板6と反対側の
面)に接着固定しているが、上述の実施形態2のリード
片9の構造を用いれば、図5に示すように発光ダイオー
ドチップ1をリード片9の下面(反射板6側の面)に接
着固定することが可能となる。
【0019】例えば、リード片9と反射板6との距離
(間隔)を0.5〔mm〕、発光ダイオードチップ1の
厚みを0.2〔mm〕とすれば発光ダイオードチップ1
と反射板6との最短距離は0.3〔mm〕となる。従っ
て、実施形態1で説明したようにリード片9と反射板6
の間に10〔V〕の電圧を印加してリード片9が下方へ
0.2〔mm〕程度撓めば、撓みによる発光ダイオード
チップ1の変動が60%以上にもなる。そのため、発光
ダイオードLDから1〔m〕離れた距離における配光特
性を周囲に60〔cm〕程度も広げることができ、実施
形態1に比較して配光特性の変化幅を大きくすることが
できる。なお、本実施形態では発光ダイオードチップ1
から発せられる光の制御は反射板6によって行われる。
【0020】(実施形態4)図6は本実施形態の要部を
示す側面図である。上記実施形態1〜3ではリード片
3,9を上下方向(反射板6に近づく又は遠ざかる方
向)に移動させていたが、本実施形態では反射板6の反
射面6aに対して略平行な方向(左右方向)にリード片
10を移動させるようにした点に特徴がある。
【0021】本実施形態におけるリード片10は略L形
に形成されてリード11の先端に設けてあり、リード片
10の先端近傍の外側面に発光ダイオードチップ1が接
着固定されている。一方、反射板6のリード11側の側
端縁からはリード片10と略平行に対向する対向片6a
が突設されている。
【0022】而して、リード11と反射板6の間に電圧
を印加すれば、静電力によってリード片10を左右方向
に撓ませることができる。その結果、リード片10の先
端近傍に接着固定されている発光ダイオードチップ1と
反射板6との相対的な位置関係を変えて配光特性を変化
させることができる。
【0023】
【発明の効果】請求項1の発明は、発光ダイオードを用
いた光源装置であって、発光ダイオードチップと該発光
ダイオードチップに対向配置される反射板との距離を可
変する可変手段を備えたので、可変手段によって発光ダ
イオードチップと反射板との距離(相対的な位置関係)
を可変し、光の配光特性を簡単な構造で容易に変化させ
ることができるという効果がある。
【0024】また、請求項2の発明では、発光ダイオー
ドチップが取着されたリード片と、導電性を有する反射
板とで上記可変手段を構成し、さらに請求項3の発明で
はリード片を可動自在に形成したので、リード片と反射
板の間に電圧を印加することでリード片と反射板との間
に静電力を作用させ、両者の距離、すなわち発光ダイオ
ードチップと反射板との距離を簡単な構造で容易に可変
することができるという効果がある。
【0025】また、請求項4の発明では、発光ダイオー
ドチップの両電極を導電性接着剤によりリード片に接着
固定し、さらに請求項5の発明では絶縁体と導体とを層
状に重ねて上記リード片を形成したので、発光ダイオー
ドチップの電極を接続するためにワイヤ(金線)を用い
ずに済み、ワイヤにより発光ダイオードチップから発せ
られた光の一部が遮られることが無くなり、光の利用効
率を向上することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態1を示す要部側面図である。
【図2】同上の配光特性の変化を説明するための説明図
である。
【図3】実施形態2の要部を示し、(a)はリード片の
平面図、(b)はリード片の側面断面図である。
【図4】同上のリード片の他の構造を示し、(a)は平
面図、(b)は側面断面図である。
【図5】実施形態3を示す要部側面図である。
【図6】実施形態4を示す要部側面図である。
【図7】従来例を示す側面断面図である。
【符号の説明】
1 発光ダイオードチップ 2 アノードリード 3 リード片 4 カソードリード 5 ワイヤ 6 反射板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鎌田 策雄 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 小山 昇一 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 朝日 信行 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 鈴木 俊之 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 秋庭 泰史 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 田中 孝司 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 橋爪 二郎 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光ダイオードを用いた光源装置であっ
    て、発光ダイオードチップと該発光ダイオードチップに
    対向配置される反射板との距離を可変する可変手段を備
    えたことを特徴とする光源装置。
  2. 【請求項2】 発光ダイオードチップが取着されたリー
    ド片と、導電性を有する反射板とで上記可変手段を構成
    したことを特徴とする請求項1記載の光源装置。
  3. 【請求項3】 リード片を可動自在に形成したことを特
    徴とする請求項2記載の光源装置。
  4. 【請求項4】 発光ダイオードチップの両電極を導電性
    接着剤によりリード片に接着固定したことを特徴とする
    請求項2又は3記載の光源装置。
  5. 【請求項5】 絶縁体と導体とを層状に重ねて上記リー
    ド片を形成したことを特徴とする請求項4記載の光源装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002374005A (ja) * 2001-04-10 2002-12-26 Toshiba Corp 光半導体装置

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