JPS62139367A - 発光ダイオ−ド - Google Patents
発光ダイオ−ドInfo
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- JPS62139367A JPS62139367A JP60280708A JP28070885A JPS62139367A JP S62139367 A JPS62139367 A JP S62139367A JP 60280708 A JP60280708 A JP 60280708A JP 28070885 A JP28070885 A JP 28070885A JP S62139367 A JPS62139367 A JP S62139367A
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- emitting diode
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- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/58—Optical field-shaping elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、発光ダイオードに係り、特に、赤外領域の発
光ダイオードに関するものである。
光ダイオードに関するものである。
（従来の技術）
従来、一部の発光ダイオード、特に、赤外領域の発光ダ
イオードにおいては、発光ダイオードチップより、放射
された光束を効率よく、フォトダイオードＰＤ、アバラ
ンンエフォトダイオードＡＰＤ、ＰＩＮフォトダイオー
ドなどの受光素子を有する受光器に接続するため、レン
ズキャンと呼ばれるパッケージを用い光束を絞るように
している。
イオードにおいては、発光ダイオードチップより、放射
された光束を効率よく、フォトダイオードＰＤ、アバラ
ンンエフォトダイオードＡＰＤ、ＰＩＮフォトダイオー
ドなどの受光素子を有する受光器に接続するため、レン
ズキャンと呼ばれるパッケージを用い光束を絞るように
している。
レンズキャンとは、第３図に示されるように、シェルｌ
と呼ばれる金属胴部に透明ガラス２を接着形状出しを行
い、レンズとしたものである。
と呼ばれる金属胴部に透明ガラス２を接着形状出しを行
い、レンズとしたものである。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、上記の装置によれば、レンズ部を形成す
るのに、円筒状ガラスを加熱溶融によってシェルｌに接
着し、形状出しを行っているため、レンズ部の外形の寸
法のバラツキが大きく、焦点距離の変動などを生し易い
ものであった。
るのに、円筒状ガラスを加熱溶融によってシェルｌに接
着し、形状出しを行っているため、レンズ部の外形の寸
法のバラツキが大きく、焦点距離の変動などを生し易い
ものであった。
また、レンズ部は円筒状ガラスを加熱溶融によってシェ
ルｌに接着し、形状出しを行っているため、レンズの高
さはシェルｌの半径以上にすることができない、換言す
れば、楕円形状や放物形状に形成することができないと
いった問題があった。
ルｌに接着し、形状出しを行っているため、レンズの高
さはシェルｌの半径以上にすることができない、換言す
れば、楕円形状や放物形状に形成することができないと
いった問題があった。
本発明は、上記問題点を除去し、外囲器、特に、レンズ
形状を工夫することにより、光を伝達すべき装置への結
合効率の高い発光ダイオードを提供することを目的とす
る。
形状を工夫することにより、光を伝達すべき装置への結
合効率の高い発光ダイオードを提供することを目的とす
る。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、上記問題点を解決するために、レンズ付き外
囲器を具備する発光ダイオードにおいて、プラスチック
成形されたレンズ部の入射面は発光ダイオードチップを
中心に半径をなす球面を形成し、前記レンズ部の射出面
は平行光束を射出する形状に形成するようにしたもので
ある。
囲器を具備する発光ダイオードにおいて、プラスチック
成形されたレンズ部の入射面は発光ダイオードチップを
中心に半径をなす球面を形成し、前記レンズ部の射出面
は平行光束を射出する形状に形成するようにしたもので
ある。
（作用）
本発明によれば、発光ダイオードのレンズキャンをプラ
ス千ツク成形品で代替するにあたり、レンズ部の入射面
は発光ダイオードチップを中心に半径をなす球面を形成
し、前記レンズ部の射出面は平行光束を射出する形状、
例えば、発光ダイオードチップの位置をレンズ部の焦点
とした楕円形状又は放物形状にする、つまり、当該レン
ズ部を凹凸の合わせレンズ状に設計するようにしたので
、プラスチック成形されたレンズ部への光束の入射時の
屈折を防止すると共に、レンズ部を通過した光束は発散
することなく平行に射出することができる。
ス千ツク成形品で代替するにあたり、レンズ部の入射面
は発光ダイオードチップを中心に半径をなす球面を形成
し、前記レンズ部の射出面は平行光束を射出する形状、
例えば、発光ダイオードチップの位置をレンズ部の焦点
とした楕円形状又は放物形状にする、つまり、当該レン
ズ部を凹凸の合わせレンズ状に設計するようにしたので
、プラスチック成形されたレンズ部への光束の入射時の
屈折を防止すると共に、レンズ部を通過した光束は発散
することなく平行に射出することができる。
（実施例）
第１図は本発明に係る発光ダイオードの断面図である。
まず、この図に示されるように、発光ダイオードチップ
１１をステム１２に接着し、金線１３にて外部リード１
４に配線する。
１１をステム１２に接着し、金線１３にて外部リード１
４に配線する。
一方、レンズ部１５−１及び胴部１５−２が一体に形成
されるプラスチック成形された外囲器１５を用意する。
されるプラスチック成形された外囲器１５を用意する。
そこで、発光ダイオードチップ１１が搭載されたステム
１２にプラスチック成形された外囲器１５を取り付ける
。この場合、この外囲器１５のレンズ部１５−１の外側
面（凸部）１５ａ、つまり、発光ダイオードチップ１１
から放射される光束がレンズ部１５−１から射出する射
出面を発光ダイオードチップ１１を焦点とした楕円形状
となるように組み立てる。
１２にプラスチック成形された外囲器１５を取り付ける
。この場合、この外囲器１５のレンズ部１５−１の外側
面（凸部）１５ａ、つまり、発光ダイオードチップ１１
から放射される光束がレンズ部１５−１から射出する射
出面を発光ダイオードチップ１１を焦点とした楕円形状
となるように組み立てる。
また、レンズ部１５−１の内側面１５ｂ、つまり、発光
ダイオードチップ１１から放射される光束のレンズ部１
５−１への入射面を発光ダイオードチップ１１を中心と
する半球状に形成する。
ダイオードチップ１１から放射される光束のレンズ部１
５−１への入射面を発光ダイオードチップ１１を中心と
する半球状に形成する。
このように構成することにより、プラスチックレンズ部
１５−１の内側面１５ｂへの光束の入射時の屈折を防止
すると共に、レンズ部１５−１を通過した光束はそれぞ
れ平行なものとなり、発散しないため、高効率の光源と
して用いることができる。
１５−１の内側面１５ｂへの光束の入射時の屈折を防止
すると共に、レンズ部１５−１を通過した光束はそれぞ
れ平行なものとなり、発散しないため、高効率の光源と
して用いることができる。
また、外囲器を構成するレンズ部１５−１と胴部１５−
２は一体にプラスチック成形されされるので、従来のレ
ンズキャンに比べて、その製造が極めて容易であり、し
かも発光ダイオードチップ１１が搭載されるステム１２
との組み立てや調整を簡単に行うことができる。
２は一体にプラスチック成形されされるので、従来のレ
ンズキャンに比べて、その製造が極めて容易であり、し
かも発光ダイオードチップ１１が搭載されるステム１２
との組み立てや調整を簡単に行うことができる。
以下、第２図を参照しながら、係る発光ダイオードの寸
法算出例について説明する。
法算出例について説明する。
この例においては、
ｂ ＝ ３１曹：レンズ外形を橿力大きく、つまり、φ
５〜φ６とするためにこの寸法 にする。
５〜φ６とするためにこの寸法 にする。
ｎ、、＝１，５：レンズの屈折率。
ｎ２−１：空気中の屈折率。
楕円式： Ｘ２／ａ２”／” ／ｂ２＝１−（１）焦
点 ： Ｆ ＝ ａ ｅ ＝ 〜へ１−７１１−＝
−（２）ここで、ｅは謡心率を示す。
点 ： Ｆ ＝ ａ ｅ ＝ 〜へ１−７１１−＝
−（２）ここで、ｅは謡心率を示す。
第２図において、ｂ点に入射した光がＸ軸に平行に放射
されるためには、 θ２＝９０’ を満足すれば良い。
されるためには、 θ２＝９０’ を満足すれば良い。
そのための入射角θ１はスネルの法則より、ｎ、ｓｉｎ
θ、 ＝ ｎ １ｓｉｎθ２・・・・・・（３）＝ ｌ
Ｘ５ｉｎ ９０゜ ＝ １ ｓｉｎθｌ＝ ｔ／ｎ＋ ” ｌ／１．５θｌ ＝４１
．８ ’ 従って、光源の位置であるＦ、は Ｔ箇−３可Ｘ ｔａｎ θ！ −３Ｘｏ、８９４４ −２．６８３２ 更に、ａは（２）式より、 ａ−ｎ ’ −４，０２４９ 以上により、上記楕円式（１）において、ａ ＝４．０
２５ ｍ ｂ＝３ｍ Ｆ −２，６８３鶴 となるようにする。
θ、 ＝ ｎ １ｓｉｎθ２・・・・・・（３）＝ ｌ
Ｘ５ｉｎ ９０゜ ＝ １ ｓｉｎθｌ＝ ｔ／ｎ＋ ” ｌ／１．５θｌ ＝４１
．８ ’ 従って、光源の位置であるＦ、は Ｔ箇−３可Ｘ ｔａｎ θ！ −３Ｘｏ、８９４４ −２．６８３２ 更に、ａは（２）式より、 ａ−ｎ ’ −４，０２４９ 以上により、上記楕円式（１）において、ａ ＝４．０
２５ ｍ ｂ＝３ｍ Ｆ −２，６８３鶴 となるようにする。
しかるに、発光ダイオードチップ１１はレンズ部媒質と
は異なる部位にあるため、発光ダイオードチップ１１よ
り、放射された光束はレンズ部に入射する際、屈折を生
じる。
は異なる部位にあるため、発光ダイオードチップ１１よ
り、放射された光束はレンズ部に入射する際、屈折を生
じる。
この問題を解決するため、レンズ部１５−１の内側面１
５ｂは発光ダイオードチップ１１を中心とする半球面状
になるように形成する。
５ｂは発光ダイオードチップ１１を中心とする半球面状
になるように形成する。
このように構成することにより、プラスチックレンズ部
１５−１の内側面１５ｂへの光束の入射時の屈折を防止
して、光束の発散のない高効率発光ダンイオードを得る
ことができる。
１５−１の内側面１５ｂへの光束の入射時の屈折を防止
して、光束の発散のない高効率発光ダンイオードを得る
ことができる。
この実施例では、更に、発光ダイオードチップ１１より
の光取り出し効率を向上させるために、破線で示すチッ
プコート１６を施す。
の光取り出し効率を向上させるために、破線で示すチッ
プコート１６を施す。
更に、この発光ダイオードにて当初設計時と異なる各部
品を用いたり、発光波長の異なる発光ダイオードチップ
を使用したい場合などには、プラスチ、ツタ材料の屈゛
折率変化の影響をさけるため、シリコン樹脂などからな
るチップコートの形状を変形させるように構成する。
品を用いたり、発光波長の異なる発光ダイオードチップ
を使用したい場合などには、プラスチ、ツタ材料の屈゛
折率変化の影響をさけるため、シリコン樹脂などからな
るチップコートの形状を変形させるように構成する。
チップコートを形成する場合には、従来の液状樹脂の滴
下による方法にこだわることなく、例えば、所定の位置
に所望の型枠をセットしておき、液状樹脂を所望の形に
形成するようにすることができる。
下による方法にこだわることなく、例えば、所定の位置
に所望の型枠をセットしておき、液状樹脂を所望の形に
形成するようにすることができる。
このように当初の設計時と異なる発光ダイオードの場合
でも、チップコートの外形を変形することにより、外囲
器を変更しなくてもレンズ部からは平行光束を射出する
ことができるように調整機能を持たせることができる。
でも、チップコートの外形を変形することにより、外囲
器を変更しなくてもレンズ部からは平行光束を射出する
ことができるように調整機能を持たせることができる。
また、上記実施例によれば、レンズ部の射出面を楕円形
状にした場合について説明したが、レンズ部の射出面は
放物形状にすることもできる。この場合はチップコート
の外形形状との相互関連を重視し、レンズ部の射出面か
ら平行光束を射出するようにすることができる。
状にした場合について説明したが、レンズ部の射出面は
放物形状にすることもできる。この場合はチップコート
の外形形状との相互関連を重視し、レンズ部の射出面か
ら平行光束を射出するようにすることができる。
更に、上記によれば、発光ダイオードから放射される光
束を受光器で受ける場合について説明しているが、発光
ダイオードから放射される光束を光ファイバなどに接続
する場合にも有効であることは明らかである。
束を受光器で受ける場合について説明しているが、発光
ダイオードから放射される光束を光ファイバなどに接続
する場合にも有効であることは明らかである。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。
（発明の効果）
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、プラス
チック成形されたレンズ部の入射面は発光ダイオードチ
ップを中心に半径をなす球面形状に形成し、かつ前記レ
ンズ部の射出面は平行光束を射出する形状に形成するよ
うにしたので、（１）光束が発散することがなく、光源
と受光器間の距離に左右されず、受光器への入射光束を
一定にすることができる。
チック成形されたレンズ部の入射面は発光ダイオードチ
ップを中心に半径をなす球面形状に形成し、かつ前記レ
ンズ部の射出面は平行光束を射出する形状に形成するよ
うにしたので、（１）光束が発散することがなく、光源
と受光器間の距離に左右されず、受光器への入射光束を
一定にすることができる。
（２）光束が光軸に平行になるため、スリ７）などを介
した場合のクロストークによる光の漏れが非常に少ない
。
した場合のクロストークによる光の漏れが非常に少ない
。
（３）光束が発散しないため、従来の発光ダイオードに
比べ光軸上の放射強度を大きくとることができる。
比べ光軸上の放射強度を大きくとることができる。
（４）上記により、発光ダイオードに供給する電流の低
減をはかることができる。
減をはかることができる。
（５）ストロークによる光の漏れが少ないため、受光器
のＳ／Ｎ比を改善することができる。
のＳ／Ｎ比を改善することができる。
第１図は本発明に係る発光ダイオードの断面図、第２図
は本発明に係る発光ダイオードの寸法の算出説明図、第
３図は従来の発光ダイオードのレンズキャンの断面図で
ある。 １１・・・発光ダイオードチップ、１２・・・ステム、
１３・・・金線、１４・・・外部リード、１５・・・外
囲器、１５−１・・・レンズ部、１５−２・・・胴部、
１５ａ・・・レンズ部の外側面、１５ｂ・・・レンズ部
の内側面。 特許出願人 沖電気工業株式会社 （外１名）
は本発明に係る発光ダイオードの寸法の算出説明図、第
３図は従来の発光ダイオードのレンズキャンの断面図で
ある。 １１・・・発光ダイオードチップ、１２・・・ステム、
１３・・・金線、１４・・・外部リード、１５・・・外
囲器、１５−１・・・レンズ部、１５−２・・・胴部、
１５ａ・・・レンズ部の外側面、１５ｂ・・・レンズ部
の内側面。 特許出願人 沖電気工業株式会社 （外１名）
Claims (4)
- （１）レンズ付き外囲器を具備する発光ダイオードにお
いて、プラスチック成形されたレンズ部の入射面は発光
ダイオードチップを中心に半径をなす球面形状に形成し
、かつ前記レンズ部の射出面は平行光束を射出する形状
に形成するようにしたことを特徴とする発光ダイオード
。 - （２）前記レンズ部の射出面は前記発光ダイオードチッ
プの位置をレンズ部の焦点とした楕円形状又は放物形状
に形成するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の発光ダイオード。 - （３）前記発光ダイオードチップを被覆するチップコー
トを設け、該チップコートの形状を変形し誤差修正機能
を持たせるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の発光ダイオード。 - （４）前記レンズ部と、該レンズ部にに連設される胴部
は一体に成形されるようにしたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の発光ダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28070885A JPH0750797B2 (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 発光ダイオ−ド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28070885A JPH0750797B2 (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 発光ダイオ−ド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62139367A true JPS62139367A (ja) | 1987-06-23 |
| JPH0750797B2 JPH0750797B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=17628839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28070885A Expired - Lifetime JPH0750797B2 (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 発光ダイオ−ド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0750797B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO1997012404A1 (de) * | 1995-09-26 | 1997-04-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Verkapselung eines optoelektronischen halbleiter-bauelements mit einem optischen element und verfahren zur herstellung |
| US6960776B2 (en) | 1998-12-21 | 2005-11-01 | Honeywell International Inc. | IR diode based high intensity light |
| KR100638611B1 (ko) | 2004-08-12 | 2006-10-26 | 삼성전기주식회사 | 다중 렌즈 발광 다이오드 |
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| WO2017131185A1 (ja) * | 2016-01-27 | 2017-08-03 | 京セラ株式会社 | 車両用ヘッドアップディスプレイ装置 |
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-
1985
- 1985-12-13 JP JP28070885A patent/JPH0750797B2/ja not_active Expired - Lifetime
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