CN114641654A - 光源装置 - Google Patents
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- G02B7/022—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses lens and mount having complementary engagement means, e.g. screw/thread
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
- G02B7/025—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses using glue
Abstract
本发明提供一种光源装置。光源装置(100)具有:可独立亮灯的多个发光装置、与多个发光装置对置而配置的第一透镜(11)、以及与第一透镜(11)对置而配置的第二透镜(31),第一透镜(11)的与多个发光装置对置的下表面具有:配置在中央且来自多个发光装置的光所入射的入射部(12)、以及在入射部(12)的外侧配置且对从入射部(12)入射的光进行导光的导光部(21),第二透镜(31)的与第一透镜(11)对置的下表面具有由多个环状凸部(34)形成的菲涅耳透镜面(32)。
Description
技术领域
本公开涉及光源装置。
背景技术
使用发光二极管等发光装置的光源已经被广泛应用。例如,在专利文献1中,已经公开一种可在手机的闪光灯中应用的小型光源装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开2010-238837号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本公开的实施方式的目的在于提供一种在希望的方向上可选择性地照射光的光源装置。
用于解决技术问题的技术方案
为了解决上述问题,本公开的实施方式的光源装置具有:可独立亮灯的多个发光装置、与所述多个发光装置对置而配置的第一透镜、以及与所述第一透镜对置而配置的第二透镜,所述第一透镜的与所述多个发光装置对置的下表面具有:配置在中央且来自所述多个发光装置的光所入射的入射部、以及在所述入射部的外侧配置且对从所述入射部入射的光进行导光的导光部,所述第二透镜的与所述第一透镜对置的下表面具有由多个环状凸部形成的菲涅耳透镜面。
另外,本公开的实施方式的光源装置具有:可独立亮灯的多个发光装置、以及与所述多个发光装置对置而配置的第一透镜,所述第一透镜的与所述多个发光装置对置的下表面具有:在下表面的中央配置且来自所述多个发光装置的光所入射的入射部、以及在所述入射部的外侧配置且对从所述入射部入射的光进行导光的导光部,所述第一透镜的下表面的相反一侧的上表面具有由多个环状凸部形成的菲涅耳透镜面。
发明的效果
根据本公开的实施方式的光源装置,能够提供在希望的方向上可选择性地照射光的光源装置。
附图说明
图1是示意性地表示第一实施方式的光源装置的结构的剖视图。
图2是从第二透镜侧观察第一实施方式的光源装置的省略了壳体的状态的俯视图。
图3是表示第一实施方式的光源装置的多个发光装置的配置的俯视图。
图4A是图3的IVA-IVA线的剖视图。
图4B是示意性地表示第一实施方式的光源装置的发光装置的其它结构的剖视图。
图5是第一实施方式的光源装置的从第一透镜的发光装置侧进行观察的俯视图。
图6是第一实施方式的光源装置的从第二透镜的第一透镜侧进行观察的俯视图。
图7A是从第二透镜侧观察表示第一实施方式的光源装置中第一、第二透镜与已亮灯的中心侧的一个发光装置1e的位置关系的、省略了壳体的状态的俯视图。
图7B是示意性地表示图7A的光源装置的光路的剖视图。
图7C是表示图7B的光源装置的照度分布的示意图。
图8A是从第二透镜侧观察表示第一实施方式的光源装置中第一、第二透镜与已亮灯的边侧的一个发光装置1b的位置关系的、省略了壳体的状态的俯视图。
图8B是示意性地表示图8A的光源装置的光路的剖视图。
图8C是表示图8B的光源装置的照度分布的示意图。
图9A是从第二透镜侧观察表示第一实施方式的光源装置中第一、第二透镜与已亮灯的角部侧的一个发光装置1c的位置关系的、省略了壳体的状态的俯视图。
图9B是示意性地表示图9A的光源装置的光路的剖视图。
图9C是表示图9B的光源装置的照度分布的示意图。
图10是示意性地表示第二实施方式的光源装置的结构的剖视图。
图11是示意性地表示第三实施方式的光源装置的结构的剖视图。
图12是示意性地表示第四实施方式的光源装置的结构的剖视图。
图13是示意性地表示第五实施方式的光源装置的结构的剖视图。
图14是示意性地表示第六实施方式的光源装置的结构的剖视图。
图15是示意性地表示第七实施方式的光源装置的结构的剖视图。
图16是示意性地表示第八实施方式的光源装置的结构的剖视图。
图17A是示意性地表示第九实施方式的光源装置的结构的剖视图。
图17B是第九实施方式的光源装置的从第一透镜的发光装置侧进行观察的俯视图。
图18A是表示实施例的光源装置的发光装置的亮灯状态、且表示所有九个发光装置1a~1i都已亮灯的情况的示意图。
图18B是表示图18A的光源装置的照度分布的示意图。
图19A是表示实施例的光源装置的发光装置的亮灯状态、且表示九个发光装置1a~1i之中八个发光装置1a~1d、1f~1i已亮灯的情况的示意图。
图19B是表示图19A的光源装置的照度分布的示意图。
图20A是表示实施例的光源装置的发光装置的亮灯状态、且表示九个发光装置1a~1i之中五个发光装置1a~1c、1f、1i已亮灯的情况的示意图。
图20B是表示图20A的光源装置的照度分布的示意图。
具体实施方式
参照附图,针对本发明的实施方式的光源装置进行说明。但是,如下所示的方式例示用于体现本实施方式的技术思想的光源装置,但不限于如下的方式。另外,实施方式所述的结构配件的尺寸、材质、形状、及其相对配置等在未特别说明的情况下,并非旨在将本发明的范围只限定于此,只是单纯的说明例。需要说明的是,各附图所示的部件的大小、位置关系等为了明确说明而可能有所夸张。另外,在如下的说明中,对于相同的名称、标记,表示相同或同质的部件,适当省略详细的说明。
<第一实施方式>
如图1、图3所示,第一实施方式的光源装置100具有:可独立亮灯的多个发光装置1a~1i、与多个发光装置1a~1i对置而配置的第一透镜11、以及与第一透镜11对置而配置的第二透镜31,第一透镜11的与发光装置1a~1i对置的下表面具有:配置在中央且来自多个发光装置1a~1i的光所入射的入射部12、以及在入射部12的外侧配置且对从入射部12入射的光进行导光的导光部21,第二透镜31的与第一透镜11对置的下表面具有由多个环状凸部34形成的菲涅耳透镜面32。
另外,光源装置100也可以具有:载置有多个发光装置1a~1i的基板41、以及使开口部52与第二透镜31对置来进行覆盖的壳体51。第一透镜11优选固定在基板41。此外,光源装置100优选在固定于基板41的第一透镜11上固定有第二透镜31。下面,针对光源装置的各结构进行说明。
(发光装置)
多个发光装置作为可独立亮灯的发光装置1a~1i而载置在基板41。如图3所示,多个发光装置1a~1i优选作为整体俯视配置为矩形状。另外,多个发光装置1a~1i进而优选配置为两行两列以上的正方形格子状或者矩形格子状。例如,发光装置优选将四个或九个发光装置在纵、横方向上以等间隔进行排列,作为整体形成俯视为矩形的区域。
如图4A所示,发光装置1a将上表面作为发光面、将与上表面相反一侧的下表面作为安装面而载置在基板41。发光装置1a包括:发光元件2、在发光元件2的上表面设置的透光部件4、以及除了透光部件4的上表面以外而覆盖发光元件2的侧面与透光部件4的侧面的覆盖部件5。需要说明的是,如图4B所示,透光部件4的侧面也可以从覆盖部件5中露出。优选在发光元件2的与上表面相反一侧的下表面设有正、负电极3。另外,发光装置1a的俯视形状例如可以例举四边形,但也可以为圆形、椭圆形、三角形、六边形等多边形。需要说明的是,发光装置1b~1i也是与发光装置1a相同的结构。另外,也可以将具有多个发光元件2的一个发光装置载置在基板41,而不是将多个发光装置载置在基板41。例如,可以将具有透光部件4的多个发光元件2在纵、横方向上以等间隔进行排列,作为一个发光装置而通过覆盖部件5一体地形成。在该情况下,多个发光元件2也可独立亮灯地载置在基板41。
发光元件2优选由III~V族化合物半导体、II~VI族化合物半导体等各种半导体形成。作为半导体,优选使用InXAlYGa1-X-YN(0≦X、0≦Y、X+Y≦1)等氮化物类半导体,也可以使用InN、AlN、GaN、InGaN、AlGaN、InGaAlN等。
透光部件4是俯视形状为大致矩形状的板状部件,覆盖发光元件2的上表面地进行设置。透光部件4可以使用透光树脂材料、陶瓷、玻璃等无机物形成。作为树脂材料,可以使用硅树脂、硅改性树脂、环氧树脂、酚醛树脂等热硬化性树脂。另外,可以使用聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、甲基戊烯树脂、聚降冰片烯树脂等热可塑性树脂。特别是耐光性、耐热性良好硅树脂或者其改性树脂最佳。需要说明的是,在此提及的透光是指具有可将来自发光元件2的光透过60%以上的性质。此外,透光部件4也可以含有光漫射部件、将来自发光元件2的光的至少一部分进行波长转换的荧光体。作为含有荧光体的透光部件4,可以例举在上述的树脂材料、陶瓷、玻璃等中含有荧光体的材料、荧光体的烧制体等。另外,透光部件4也可以在树脂、玻璃、陶瓷等成型体的下表面形成含有荧光体、光漫射部件的树脂层。
例如通过使用蓝色发光元件作为发光元件2,透光部件4含有黄色荧光体,能够得到发白色光的发光装置1。
作为在透光部件4中含有的荧光体,例如可以例举以Y3Al5O12:Ce表示的YAG荧光体、硅酸盐等黄色荧光体、或以CaAlSiN 3:Eu表示的CASN荧光体、以K2SiF6:Mn表示的KSF荧光体等红色荧光体。
作为在透光部件4中含有的光漫射部件,例如可以使用二氧化钛、钛酸钡、氧化铝、二氧化硅等。
覆盖部件5是覆盖发光元件2及透光部件4的侧面的部件,直接或间接地覆盖发光元件2及透光部件4的侧面。透光部件4的上表面从覆盖部件5中露出,构成发光装置1的发光面(也就是主要的光提取面)。覆盖部件5为了使光提取效率提高,优选由光反射率高的部件构成。覆盖部件5例如可以使用含有白色颜料等光反射物质的树脂材料。作为光反射物质,可以例举二氧化钛、氧化锌、氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁、碳酸钙、氢氧化钙、硅酸钙、硅酸镁、钛酸钡、硫酸钡、氢氧化铝、氧化铝、氧化锆、二氧化硅等,优选单独使用上述物质之中的一种,或者将上述物质之中的两种以上进行组合来使用。另外,作为树脂材料,优选将以环氧树脂、硅树脂、硅改性树脂、酚醛树脂等热硬化性树脂为主成分的树脂材料作为母材。
需要说明的是,覆盖部件5也可以根据需要,由相对于可视光具有透光性的部件构成。
(第一透镜)
第一透镜11与发光装置1a~1i的发光面对置而配置。第一透镜11将来自多个发光装置1a~1i的光聚集,向第二透镜31侧射出。作为第一透镜11,例如可以例举准直透镜。第一透镜11优选由聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、硅树脂、环氧树脂等透明树脂形成。需要说明的是,第一透镜11的形状优选俯视为圆形、椭圆形,也可以为四边形、六边形等多边形。
第一透镜11在与多个发光装置1a~1i对置的下表面侧具有:配置在中央且来自发光装置1a~1i的光所入射的入射部12、以及在入射部12的外侧配置为同心圆状且对从入射部12入射的光进行导光的导光部21。另外,在将光源装置100作为手机的闪光灯光源而加以利用时,考虑到普通的相机的拍摄范围为矩形状,第一透镜11优选其下表面俯视为四次旋转对称形状。另外,第一透镜11的下表面俯视也可以为二次旋转对称形状。
入射部12是在第一透镜11的下表面形成、俯视以包含多个发光装置1a~1i的大小而形成的凹部。入射部12优选凹部的底面的形状俯视为四边形,也可以为圆形、椭圆形、三角形、四边形、六边形等。另外,凹部的底面在此优选形成为菲涅耳透镜面。也就是说,入射部12优选具有:配置在中央且向发光装置1a~1i侧凸出的下表面凸部14、以及在下表面凸部14的周围配置为同心圆状且向发光装置1a~1i侧为凸状的角部16。此外,角部16优选在下表面凸部14的周围同心圆状地连续或间断而配置。角部16在此形成为一周的同心圆形状,但也可以形成为多周。通过具有角部16,能够减小下表面凸部14的半径,所以能够更多地导入来自发光装置1a~1i的光,聚光性提高。需要说明的是,凹部的内侧面22优选为平坦面,但也可以为弯曲面。
导光部21在第一透镜11的下表面侧,配置在入射部12的外侧。导光部21具有将从入射部12入射的光进行反射的倾斜面23。导光部21优选在入射部12的周围同心圆形状地连续或者间断而形成为环状。由此,能够将从发光装置1a~1i射出的光之中、射出角较大且向希望的照射范围外射出的光由导光部21进行聚集,能够提高光提取效率。倾斜面23的相对于光轴的倾斜角度适当设定为可将来自发光装置1a~1i的光聚集入射、并反射的角度。
第一透镜11的上表面优选具有:配置在中央且向第二透镜31侧凸出的上表面凸部17、以及在上表面凸部17的周围配置且经由与上表面凸部17连续的上表面凹部18而配置的平坦部19。而且,上表面凹部18优选在上表面凸部17的周围同心圆状地形成为凹环面状。另外,上表面凸部17优选在俯视中形成得比下表面凸部14大。通过第一透镜11具有上表面凸部17,能够容易地将从入射部12的下表面凸部14及/或角部16入射的光向第二透镜侧提取。另外,通过第一透镜11具有上表面凹部18,能够容易地将被倾斜面23反射的光向第二透镜侧提取。此外通过具有上表面凹部18,能够进一步减小倾斜面23的相对于光轴的倾斜角度。由此,能够减小第一透镜11的透镜径,随之也能够减小第二透镜31的透镜径。进而随之也能够减小壳体51的开口部52的直径。由此,很难看清开口部52的内部,能够提高外观的美观度。
需要说明的是,如图5所示,第一透镜11具有:具有入射部12与导光部21的第一主体部24、以及从第一主体部24的外缘向侧方延伸的第一侧缘部25。第一侧缘部25优选具有第一上部区域25a、以及从第一上部区域25a向基板41侧延伸的第一脚部区域25b。第一侧缘部25从第一主体部24的外缘向侧方延伸,包围第一主体部24而形成为环状。第一上部区域25a的上部平坦地形成,形成为与第一主体部24的上表面凸部17的上端相同的高度。第一脚部区域25b作为一个例子而与第一上部区域25a的侧方连续并形成为筒形状。由此,第一透镜11中,第一侧缘部25的第一脚部区域25b的下表面与基板41的上表面能够经由粘接部件61固定,并且第一侧缘部25的第一上部区域25a的上表面与第二透镜31的下表面能够经由粘接部件61固定。在此,粘接部件61可以使用胶带等已知的粘接材料。第一透镜11的第一主体部24及第一侧缘部25作为一个例子而由相同的部件进行加工而一体地形成。需要说明的是,第一主体部24及第一侧缘部25也可以由不同的材料形成,例如,可以由透过光的树脂或玻璃材料形成第一主体部24,由铝合金等金属形成第一侧缘部25。
(第二透镜)
第二透镜31与第一透镜11对置而配置,使从第一透镜11射出的光折射,向希望的照射范围内射出。第二透镜31与第一透镜11相同,优选由聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、硅树脂、环氧树脂等透光树脂形成。需要说明的是,第二透镜31的外形形状优选俯视为圆形、椭圆形,也可以为四边形、六边形等多边形。
第二透镜31优选是菲涅耳透镜这样的具有凸部或者凹部的透镜。第二透镜31在与第一透镜11对置的下表面具有由多个环状凸部34形成的菲涅耳透镜面32。菲涅耳透镜面32具有:向第一透镜11侧凸出的中央凸部33、以及在中央凸部33的外侧同心圆状地配置且在第一透镜11侧成为凸状的多个环状凸部34。多个环状凸部34优选在俯视中相对于中央凸部33配置为同心状,形成为沿中央凸部33的形状成为环状的形状。也就是说,当中央凸部33俯视为圆形时,凸部34俯视形成为圆环状,当中央凸部33俯视为矩形时,凸部34俯视形成为矩形环状。菲涅耳透镜面32优选俯视形成为包含第一透镜11的入射部12及导光部21的大小。
需要说明的是,如图1、图6所示,第二透镜31优选具有:在第一透镜侧具有菲涅耳透镜面32且在菲涅耳透镜面32的相反一侧具有与壳体51的开口部52对置的平坦面36的第二主体部37、以及从第二主体部37的外缘向侧方延伸的第二侧缘部38。需要说明的是,第二侧缘部38优选具有:从第二主体部37的外缘向第一透镜11侧延伸的第二脚部区域38a、以及与第二脚部区域38a的下端连续并向侧方延伸的第二安装区域38b。平坦面36俯视以与菲涅耳透镜面32相同或更大的大小形成,在第二主体部37插入壳体51的开口部52时,形成为与壳体51的上表面相同的高度。另外,也可以在第二透镜31的平坦面36的表面实施麻面加工,或形成微细的凹凸。
第二侧缘部38从第二主体部37的外缘向侧方延伸,形成为环状,上表面形成为与平坦面36相同的面。第二脚部区域38a形成为使下端面位于比菲涅耳透镜面32的下表面更靠近下方。第二安装区域38b从第二脚部区域38a的下部侧面向侧方延伸,形成为环状。第二安装区域38b的下端平坦地形成,形成为与第二脚部区域38a的下端相同的平面。而且,第二安装区域38b优选与第一透镜11的第一上部区域25a面对地进行配置。由此,能够经由粘接部件61固定第一侧缘部25的上表面与所述第二侧缘部38的下表面。需要说明的是,在第二透镜31中,在第一透镜11的比第一上部区域25a更靠近中心侧形成有第二脚部区域38a。也就是说,如图2所示,在俯视中,第二透镜31包含在第一透镜11内地进行固定。
第二透镜31通过使第二脚部区域38a的下表面位于比菲涅耳透镜面32更靠近下方,能够将第一透镜11的第一主体部24与第二透镜31的第二主体部37分离而配置。由此,能够抑制第一透镜11与第二透镜31相互干涉。
另外,在第二透镜31中,优选使第二主体部37的平坦面36露出地插入壳体51的开口部52,并且使第二脚部区域38a的外周面与开口部52的内周面抵接地进行设置。另外,在光源装置100中,优选第二透镜31的第二侧缘部38的下表面与第一透镜11的第一侧缘部25的上表面经由粘接部件61固定。
(基板)
基板41优选载置有多个发光装置1a~1i,且具有在表面及/或内部配置的配线42而构成。在基板41上,经由导电粘接部件62将配线42与发光装置1a~1i的正、负电极3连接,由此,将基板41与发光装置1a~1i电连接。需要说明的是,基板41的配线42根据发光装置1a~1i的电极3的结构、以及大小设定结构、大小等。
基板41优选使用绝缘材料,并且优选使用使从发光装置1a~1i射出的光、外部光等难以透过的材料,优选使用具有某种程度的强度的材料。具体而言,基板41可以由矾土、氮化铝、莫来石等陶瓷、酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、BT树脂(bismaleimidetriazine resin:双马来酰亚胺三嗪树脂)、聚邻苯二甲酰胺等树脂构成。
配线42可以由铜、铁、镍、钨、铬、铝、银、金、钛、钯、铑或者上述金属的合金等构成。另外,从导电粘接部件62的濡湿性及/或光反射性等角度出发,也可以在配线42的表层设有银、铂、铝、铑、金或者上述金属的合金等的层。
(壳体)
壳体51使开口部52与第二透镜31对置来进行覆盖,例如,也可以是将光源装置100利用为闪光灯光源的手机的壳体的一部分。开口部52为了使第二透镜31的第二主体部37的平坦面36露出,优选形成得比第二主体部37大。另外,壳体51也可以具有用于与基板41进行固定的脚部53。此外,壳体51优选由遮光部件形成,为了能够限制从光源装置100射出的光的配光方向,例如优选由光反射部件、光吸收部件等含有填料的树脂材料等构成。开口部52的形状可以例举俯视为圆形、椭圆形、三角形、四边形、六边形等。
在光源装置100中,通过将第一透镜11与第二透镜31组合,能够在与多个发光装置1a~1i的亮灯配置对应的希望的方向上照射光。
例如,如图7A所示,在配置为俯视是矩形形状的多个发光装置之中、在矩形的中心部配置的一个发光装置1e已亮灯时,如图7B所示,主要通过第一透镜11的下表面凸部14的光在上表面凸部17及第二透镜31被折射,向规定的照射范围的矩形中心部照射。需要说明的是,图7C表示在矩形中心部配置的发光元件亮灯时的照度分布。另外,如图8A所示,在多个发光装置之中、在除了矩形的角部以外的端部配置的一个发光装置1b已亮灯时,如图8B所示,主要通过第一透镜11的下表面凸部14及导光部21的光在上表面凸部17、上表面凹部18及第二透镜31被折射,向规定的照射范围的除角部以外的矩形端部照射。需要说明的是,图8C表示在除角部以外的矩形端部配置的发光元件亮灯时的照度分布。此外,如图9A所示,在多个发光装置之中、在矩形的角部配置的一个发光装置1c已亮灯时,如图9B所示,主要通过第一透镜11的下表面凸部14及导光部21的光在上表面凸部17、上表面凹部18及第二透镜31被折射,向规定的照射范围的矩形角部照射。需要说明的是,图9C表示在矩形角部配置的发光元件亮灯时的照度分布。
此外,在使多个发光装置1a~1i全部亮灯时,通过单独调整各发光装置的输出,能够在有限的电力范围内,产生任意的照度分布。
另外,在光源装置100中,通过在射出面(顶面)侧配置的第二透镜31具有菲涅耳透镜面32,可以很难从外部看清光源装置100内部的发光装置1a~1i,能够使外观的美观度提高。
在光源装置100中,如上所述将第一透镜11固定在基板41,在固定于基板41的第一透镜11上固定将第二主体部37插入壳体51的开口部52中的第二透镜31。因此,在将光源装置100作为手机等的闪光灯光源而加以利用时,能够减薄光源装置100的装置厚度H1。其结果是,能够有助于手机的薄型化。
<第二实施方式>
图10是示意性地表示第二实施方式的光源装置的结构的剖视图。
第二实施方式的光源装置100A除了第二透镜31固定在壳体51、以及第一透镜11A的第一侧缘部25实际上只由第一上部区域25a形成以外,具有与第一实施方式的光源装置100相同的结构。下面,以与光源装置100不同的部分为中心进行说明,适当省略相同的结构。
光源装置100A具有:载置有多个发光装置1a~1i的基板41、使开口部52与第二透镜31对置来进行覆盖的壳体51、以及与第二透镜31对置而配置的第一透镜11A。而且,第一透镜11A具有:具有入射部12与导光部21的第一主体部24、以及从第一主体部24的外缘向侧方延伸的第一侧缘部25A。另外,第一侧缘部25A具有第一上部区域25a。而且,第一透镜11A在第一上部区域25a经由粘接部件61而与第二透镜31的第二安装区域38b连接,与基板41分离而配置。因此,能够在将第一透镜11A及第二透镜31已接合的状态下安装在壳体51,所以能够使制造作业效率提高。另外,能够在第一透镜11A及第二透镜31安装在壳体51之前使光轴整合,容易进行位置关系的调整作业,能够抑制第一透镜11A的光轴与第二透镜31的光轴偏离。此外,能够抑制因透镜彼此偏离而引起的外观的观感变差。
<第三实施方式>
图11是示意性地表示第三实施方式的光源装置的结构的剖视图。
第三实施方式的光源装置100B除了第一透镜11固定在基板41、第二透镜31固定在壳体51、以及第一透镜11与第二透镜31未相互固定以外,具有与第一实施方式的光源装置100相同的结构。
光源装置100B在第二透镜31的第二安装区域38b的上表面经由粘接部件61,将第二透镜31安装在壳体下表面51a,并且在第一透镜11的第一脚部区域25b的下表面经由粘接部件61,将第一透镜11安装在基板41。这样,在光源装置100B中,通过将第一透镜11安装在基板41,将第二透镜31安装在壳体51,能够在制造作业的流程中提高灵活性。
<第四实施方式>
图12是示意性地表示第四实施方式的光源装置的结构的剖视图。
第四实施方式的光源装置100C除了在壳体51的开口部52嵌入透明部件54、以及第二透镜31C的第二侧缘部38C实际上只由第二脚部区域38a形成以外,具有与第一实施方式的光源装置100相同的结构。需要说明的是,透明部件54优选由玻璃、透明树脂等构成。
光源装置100C具有:载置有多个发光装置1a~1i的基板41、具有开口部52的壳体51、第一透镜11、以及第二透镜31C,在开口部52中嵌入有透明部件54。而且,光源装置100C在透明部件54的中心配置有第一透镜11的中心及第二透镜31的中心。需要说明的是,第二透镜31C具有:具有菲涅耳透镜面32且在菲涅耳透镜面32的相反一侧具有平坦面36的第二主体部37、以及从第二主体部37的外缘向侧方延伸的第二侧缘部38C。
而且,作为第二侧缘部38C,具有从第二主体部37的外缘向侧方延伸的第二脚部区域38a。第二脚部区域38a使下端面位于比菲涅耳透镜面32更靠近下方而形成。另外,第二脚部区域38a在第二主体部37的外缘形成为筒状。第二脚部区域38a使其下端面与第一透镜11的第一上部区域25a面对而形成。
第二透镜31C在第二脚部区域38a的上表面经由粘接部件61而与壳体51的壳体下表面51a连接,并且在第二脚部区域38a的下端面经由粘接部件61而与第一透镜11的第一上部区域25a连接。另外,第一透镜11中,将基板41的上表面与第一脚部区域25b的下表面经由粘接部件61固定。
在光源装置100C中,因为作为保护部件而具有透明部件54,所以第二透镜31的平坦面36不会向壳体51外部露出,能够抑制劣化。另外,在将光源装置100C作为手机的闪光灯光源而加以利用时,在发光装置1a~1i之间存在有透明部件54、第二透镜31及第一透镜11,可以很难从外部看清光源装置100C内部的发光装置1a~1i,能够使外观的美观度提高。此外,光源装置100C由粘接部件61粘接的位置较多,所以能够防止因碰撞而使位置偏离等。
<第五实施方式>
图13是示意性地表示第五实施方式的光源装置100D的结构的剖视图。
第五实施方式的光源装置100D除了第二透镜31C固定在壳体51、以及第一透镜11A的第一侧缘部25A实际上只由第一上部区域25a形成以外,具有与第四实施方式的光源装置100C相同的结构。
光源装置100D具有:载置有多个发光装置1a~1i的基板41、使开口部52与第二透镜31C对置来进行覆盖的壳体51、以及与第二透镜31C对置而配置的第一透镜11A,在开口部52嵌入有透明部件54。而且,第一透镜11A具有:具有入射部12与导光部21的第一主体部24、以及从第一主体部24的外缘向侧方延伸的第一侧缘部25A。另外,第一侧缘部25A实际上只由第一上部区域25a形成。此外,第二透镜31C具有:具有菲涅耳透镜面32且在菲涅耳透镜面32的相反一侧具有平坦面36的第二主体部37、以及从第二主体部37的外缘向侧方延伸的第二侧缘部38C。而且,第二侧缘部38C具有从第二主体部37的外缘向侧方延伸的第二脚部区域38a。
此外,第二透镜31C为了使第二主体部37的平坦面36与透明部件54对置,开口部52的周缘的壳体下表面51a与第二脚部区域38a的上表面经由粘接部件61固定。另外,第二透镜31C中,第二侧缘部38C的第二脚部区域38a的下表面与第一透镜11A的第一侧缘部25A的第一上部区域25a的上表面经由粘接部件61固定。需要说明的是,第一透镜11A及第二透镜31C优选使透明部件54的中心、第一透镜11A的光轴中心、以及第二透镜31C的光轴中心对齐地进行配置。
在光源装置100D中,能够在将第一透镜11A及第二透镜31C由粘接部件61已粘接的状态下,使透明部件54经由粘接部件61而与壳体51的壳体下表面51a面对,并设置在壳体51,作业效率良好。
此外,结合开口部52的位置,能够容易地调整已粘接的第一透镜11A及第二透镜31C的位置关系,由此,能够抑制与开口部52偏离,并能够抑制因偏离而使外观的观感变差。
<第六实施方式>
图14是示意性地表示第六实施方式的光源装置100E的结构的剖视图。
第六实施方式的光源装置100E除了第一透镜11固定基板41、第二透镜31E固定在壳体51、第二透镜31的第二侧缘部38E实际上只由第二脚部区域38a形成、以及由粘接部件61粘接的位置不同以外,具有与第四实施方式的光源装置100C相同的结构。
光源装置100E具有:载置有多个发光装置1a~1i的基板41、使开口部52与第二透镜31E对置来进行覆盖的壳体51、以及与第二透镜31E对置而配置的第一透镜11,在开口部52中嵌入有透明部件54。而且,第一透镜11具有:具有入射部12与导光部21的第一主体部24、以及从第一主体部24的外缘向侧方延伸的第一侧缘部25,第一侧缘部25具有:从第一主体部24的外缘向侧方延伸的第一上部区域25a、以及从第一上部区域25a向基板41侧延伸的第一脚部区域25b。
另外,第二透镜31E具有:具有菲涅耳透镜面32且在菲涅耳透镜面32的相反一侧具有平坦面36的第二主体部37、以及从第二主体部37的外缘向侧方延伸的第二侧缘部38。而且,第二透镜31E使第二主体部37的平坦面36与透明部件54对置地进行配置。另外,在第二侧缘部38E中,第二脚部区域38a的下表面位于比菲涅耳透镜面32更靠近上方。第二脚部区域38a从第二主体部37的外缘向侧方延伸并具有规定的厚度地形成。第二透镜31E中,将开口部52的周缘的壳体下表面51a与第二脚部区域38a的上表面经由粘接部件61固定。需要说明的是,为了保护菲涅耳透镜面32,第二脚部区域38a的下表面也可以位于比菲涅耳透镜面32更靠近下方。
另外,第一透镜11中,将基板41的上表面与第一脚部区域25b的下表面经由粘接部件61固定。需要说明的是,第二透镜31E为了能够与第一透镜11隔着规定的间隔进行配置,通过粘接部件61而与壳体下表面51a连接。另外,第一透镜11及第二透镜31E优选使各自的光轴中心与透明部件54的中心对齐地进行配置。
在光源装置100E中,因为将第一透镜11安装在基板41侧,将第二透镜31E安装在壳体51侧,所以,容易单独更换第一透镜11与第二透镜31E。在光源装置100E中,因为将第二透镜31E安装在壳体51侧,所以,第二透镜31E与壳体51的位置容易结合,能够抑制位置偏离,提高外观的美观度。
<第七实施方式>
图15是示意性地表示第七实施方式的光源装置100F的结构的剖视图。
第七实施方式的光源装置100F除了在固定于基板41的第一透镜11上固定的第二透镜31C未固定在壳体51以外,具有与第四实施方式的光源装置100C相同的结构。
在光源装置100F中,因为在第一透镜11固定的第二透镜31C未固定在壳体51,所以能够同时更换第一透镜11与第二透镜31C。另外,在光源装置100F中,能够在将第一透镜11固定在基板41后,在固定于基板41的第一透镜11上固定第二透镜31C。也就是说,能够在结合发光装置1的位置配置了第一透镜11后,配置第二透镜31C。由此,能够抑制因发光装置1的光轴与透镜的中心偏离而使光学特性恶化、使外观的观感变差。
<第八实施方式>
图16是示意性地表示第八实施方式的光源装置100G的结构的剖视图。
第八实施方式的光源装置100G除了没有第二透镜31C、以及在基板41固定的第一透镜11B的上表面由菲涅耳透镜面32构成以外,具有与第七实施方式的光源装置100F相同的结构。另外,在光源装置100G中,菲涅耳透镜面32具有:成为射出面且在壳体51侧成为凸状的中央凸部33、以及沿中央凸部33的形状配置为同心圆形状且在壳体51侧成为凸状的多个环状凸部34。此外,在光源装置100G中,因为第一透镜11B具有菲涅耳透镜面32,所以,与光源装置100F相比,能够减薄光源装置整体的厚度。因此,在将光源装置100G作为手机等的闪光灯光源加以利用时,能够进一步减薄光源装置100G的装置厚度,所以能够有助于手机的薄型化。
在光源装置100G中,第一透镜11B具有:由入射部12与导光部21形成的下表面、以及由菲涅耳透镜面32形成的上表面。因此,在光源装置100G中,由于从第一透镜11B的下表面无损失地导入来自发光装置1的光,能够实现光损失的减少,并且直接减小壳体51的开口部52的尺寸,能够提高发光效率,并进行对广角配光的控制。另外,光源装置100G能够抑制因发光装置1的光轴与第一透镜11B的中心偏离而使光学特性恶化、使外观的观感变差。
<第九实施方式>
图17A是示意性地表示第九实施方式的光源装置100H的结构的剖视图。图17B是第九实施方式的光源装置100H的从第一透镜11C的发光装置侧进行观察的俯视图。
第九实施方式的光源装置100H除了没有第二透镜31C、在壳体51固定的第一透镜11C的上表面由菲涅耳透镜面32构成、以及第一透镜11C的下表面俯视是比四次旋转对称更复杂的二次旋转对称形状以外,具有与第五实施方式的光源装置100D相同的结构。
另外,在光源装置100H中,菲涅耳透镜面32具有:成为射出面且在壳体51侧成为凸状的中央凸部33、以及沿中央凸部33的形状配置为同心圆形状且在壳体51侧成为凸状的多个环状凸部34。此外,在光源装置100H中,因为第一透镜11C具有菲涅耳透镜面32,所以与光源装置100D相比,能够减薄光源装置整体的厚度。因此,在将光源装置100H作为手机等的闪光灯光源加以利用时,能够进一步减薄光源装置100H的装置厚度,所以有助于手机的薄型化。
此外,在本实施方式中,如图17B所示,第一透镜11C的下表面俯视为二次旋转对称形状。在将本实施方式的光源装置作为相机的闪光灯光源加以利用时,考虑到相机的拍摄视角为16:9、4:3等矩形形状,第一透镜11C的下表面优选俯视为二次旋转对称形状。需要说明的是,第一透镜11C的下表面也可以俯视为四次旋转对称形状。
在光源装置100H中,结合开口部52的位置,能够容易地调整第一透镜11C的位置关系,由此,能够抑制与开口部52偏离,并能够抑制外观的观感变差。
实施例
下面,针对使用实施例的光源装置模型进行的光学模拟进行说明。需要说明的是,光源装置不限于如下的实施例。
图18A是表示实施例的光源装置中发光装置的亮灯状态、且表示所有九个发光装置1a~1i都已亮灯的情况的示意图。图18B是表示图18A的光源装置的照度分布的示意图。图19A是表示实施例的光源装置中发光装置的亮灯状态、且表示九个发光装置1a~1i之中八个发光装置1a~1d、1f~1i已亮灯的情况的示意图。图19B是表示图19A的光源装置的照度分布的示意图。图20A是表示实施例的光源装置中发光装置的亮灯状态、且表示九个发光装置1a~1i之中五个发光装置1a~1c、1f、1i已亮灯的情况的示意图。图20B是表示图20A的光源装置的照度分布的图。需要说明的是,在图18A、图19A及图20A中,单纯只以黑白表示了发光装置的亮灯状态及灭灯状态。
基于图1所示的实施方式的光源装置100的结构,通过模拟,得出了来自发光装置1a~1i的光经由第一透镜11及第二透镜31如何进行照射。
在实施例的光源装置100模型中,假设各发光装置的发光面是一边为0.5mm的正方形。将俯视下配置为矩形形状的九个发光装置1a~1i的发光面的中心即发光装置1e的发光面的中心作为原点,与如下的坐标一致地配置了发光装置1a~1i。需要说明的是,如下的坐标单位为mm。
发光装置1a的发光面的中心:(-0.55,0.55)
发光装置1b的发光面的中心:(0,0.55)
发光装置1c的发光面的中心:(0.55,0.55)
发光装置1d的发光面的中心:(-0.55,0)
发光装置1e的发光面的中心:原点(0,0)
发光装置1f的发光面的中心:(0.55,0)
发光装置1g的发光面的中心:(-0.55,-0.55)
发光装置1h的发光面的中心:(0,-0.55)
发光装置1i的发光面的中心:(0.55,-0.55)
在实施例的光源装置100中,如图1、图5所示,第一透镜11在其下表面具有:入射部12,其由在俯视中配置在下表面中央且形成为一边是0.57mm的正方形状的下表面凸部14、以及在下表面凸部14的外周连续且以宽度为0.19mm配置为正方形环状的角部16形成;导光部21,其在角部16的外周连续且以宽度为0.49mm配置为正方形环状。另外,第一透镜11在其上表面具有:俯视配置在上表面中央且形成为一边是0.71mm的正方形状的上表面凸部17、以及经由与上表面凸部17连续的上表面凹部18且以宽度为1.3mm配置为正方形环状的平坦部19。
在实施例的光源装置100中,如图6所示,第二透镜31在其下表面具有菲涅耳透镜面32。第二透镜31具有:俯视配置在菲涅耳透镜面32的中心且形成为半径是0.45mm的圆形状的中央凸部33、在距离菲涅耳透镜面的中心最远的半径为1.5mm的位置具有顶点且与中央凸部33配置为同心圆状的凸部34、以及在其凸部34与中央凸部33之间和中央凸部33同心圆状地等间隔地配置的多个凸部34。另外,在第二透镜31的上表面具有俯视形成为半径是1.77mm的圆形状的平坦面36。需要说明的是,在实施例的光源装置100中假设具有四个凸部34。
使用实施例的光源装置100模型,在如下的测量条件下,通过模拟得到了使全部或者一部分发光装置1a~1i亮灯时的照度分布。
(测量条件)
评估用受光器的尺寸:280×370mm
发光装置与评估用受光器的距离:300mm
评估用受光器的视角:75度
发光装置顶面与第一透镜的距离:0.1mm
如图18A~图20B所示,可以确认,利用实施方式的光源装置100,可得到与亮灯位置对应的照度分布。另外,可以确认,利用实施方式的光源装置100,在向希望的照射范围照射光时,能够增大该希望的照射范围内的照度与照度范围外的照度的照度差。需要说明的是,在光源装置100中,因为光经由第一透镜11及第二透镜31进行照射,所以,光向对应于透镜的折射方向进行照射。
也可以确认,在使图18A所示的九个发光装置1a~1i全部亮灯时,通过调整各发光装置的输出,能够在有限的电力范围内,产生任意的照度分布。例如,在需要中央更亮的闪光灯的情况下,通过向在矩形的中心部配置的一个发光装置1e投入更多的电力,能够得到中心照度较高、且更亮的闪光灯。另外,在希望在广泛范围内均匀照射的情况下,通过平衡各光源投入的电力,也能够产生均匀的照度分布。需要说明的是,可以确认,通常当向发光装置1a~1i全部投入相同的投入电力(相同的亮度)时,形成的照度分布为,发光装置密集的矩形中心部附近明亮,矩形角部及矩形端部黑暗,所以,通过减少在矩形中心部配置的发光装置1e投入的电力,增大在矩形角部及矩形端部配置的发光装置1a~1c、1d、1f、1g~1i投入的电力,能够得到更均匀的照度分布。
如上说明的各结构可以进行各种变更。例如也可以在第一透镜中增加菲涅耳透镜面的角部16的数量,或者适当改变菲涅耳透镜面的曲率。另外,在第一透镜中,在形成为TIR透镜面的情况下,也可以适当变更角部16的提升角度、倾斜面的角度。另外,虽然使各第二透镜的平坦面为与壳体的表面相同的平面,但也可以在该平坦面粘贴防护片,使该防护片与壳体为相同的平面。
附图标记说明
1a,1b,1c,1d,1e,1f,1g,1h,1i发光装置;2发光元件;3电极;4透光部件;5覆盖部件;11,11A,11B,11C第一透镜;12入射部;14下表面凸部;16角部;17上表面凸部;18上表面凹部;19平坦部;21导光部;22内侧面;23倾斜面;24,24A第一主体部;25,25A,25B,25C第一侧缘部;25a第一上部区域;25b第一脚部区域;31,31C,31E第二透镜;32菲涅耳透镜面;33中央凸部;34凸部;36平坦面;37第二主体部;38,38C,38E第二侧缘部;38a第二脚部区域;38b第二安装区域;41基板;42配线;51壳体;51a壳体下表面;52开口部;53脚部;54透明部件;61粘接部件;62导电粘接部件;100,100A,100B,100C,100D,100E,100F,100G,100H光源装置。
Claims (15)
1.一种光源装置,其特征在于,
具有:可独立亮灯的多个发光装置、与所述多个发光装置对置而配置的第一透镜、以及与所述第一透镜对置而配置的第二透镜,
所述第一透镜的与所述多个发光装置对置的下表面具有:配置在中央且来自所述多个发光装置的光所入射的入射部、以及在所述入射部的外侧配置且对从所述入射部入射的光进行导光的导光部,
所述第二透镜的与所述第一透镜对置的下表面具有由多个环状凸部形成的菲涅耳透镜面。
2.如权利要求1所述的光源装置,其特征在于,
所述入射部是在所述第一透镜的下表面形成的凹部。
3.如权利要求2所述的光源装置,其特征在于,
所述第一透镜的下表面在所述凹部的底面具有向所述发光装置侧凸出的下表面凸部。
4.如权利要求1至3中任一项所述的光源装置,其特征在于,
所述第一透镜的下表面俯视为四次旋转对称形状。
5.如权利要求4所述的光源装置,其特征在于,
所述第一透镜的下表面俯视为矩形形状。
6.如权利要求1至5中任一项所述的光源装置,其特征在于,
所述第一透镜的上表面具有:配置在中央的上表面凸部、经由与所述上表面凸部连续的上表面凹部而配置的平坦部。
7.如权利要求1至6中任一项所述的光源装置,其特征在于,
所述多个发光装置作为整体在俯视下配置为矩形形状。
8.如权利要求1至7中任一项所述的光源装置,其特征在于,
还具有:载置有所述多个发光装置的基板、以及使开口部与所述第二透镜对置来进行覆盖的壳体,
所述第一透镜固定在所述基板。
9.如权利要求1至7中任一项所述的光源装置,其特征在于,
还具有:载置有所述多个发光装置的基板、以及使开口部与所述第二透镜对置来进行覆盖的壳体,
所述第二透镜固定在所述壳体。
10.如权利要求1至7中任一项所述的光源装置,其特征在于,
还具有:载置有所述多个发光装置的基板、以及使开口部与所述第二透镜对置来进行覆盖的壳体,
所述第一透镜固定在所述基板,所述第二透镜固定在壳体。
11.如权利要求8或9所述的光源装置,其特征在于,
所述第一透镜具有:具有所述入射部与所述导光部的第一主体部、以及从所述第一主体部的外缘向侧方延伸的第一侧缘部,
所述第二透镜具有:具有所述菲涅耳透镜面且在所述菲涅耳透镜面的相反一侧具有与所述开口部对置的平坦面的第二主体部、以及从所述第二主体部的外缘向侧方延伸的第二侧缘部,
所述第一侧缘部的上表面与所述第二侧缘部的下表面经由粘接部件固定。
12.一种光源装置,其特征在于,
具有:可独立亮灯的多个发光装置、以及与所述多个发光装置对置而配置的第一透镜,
所述第一透镜的与所述多个发光装置对置的下表面具有:在下表面的中央配置且来自所述多个发光装置的光所入射的入射部、以及在所述入射部的外侧配置且对从所述入射部入射的光进行导光的导光部,
所述第一透镜的下表面的相反一侧的上表面具有由多个环状凸部形成的菲涅耳透镜面。
13.如权利要求12所述的光源装置,其特征在于,
还具有:载置有所述多个发光装置的基板、以及使开口部与所述第一透镜对置来进行覆盖的壳体,
所述第一透镜固定在所述基板。
14.如权利要求12所述的光源装置,其特征在于,
还具有:载置有所述多个发光装置的基板、以及使开口部与所述第一透镜对置来进行覆盖的壳体,
所述第一透镜固定在所述壳体。
15.如权利要求13或14所述的光源装置,其特征在于,
所述第一透镜具有:第一主体部,其具有所述入射部、所述导光部、以及菲涅耳透镜面;第一侧缘部,其从所述第一主体部的外缘向侧方延伸。
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