JP2001256818A - Light source device - Google Patents
Light source deviceInfo
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- H01L2924/30—Technical effects
- H01L2924/301—Electrical effects
- H01L2924/3025—Electromagnetic shielding
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は光源装置に関する。ま
た、光源装置を利用した信号灯、ディスプレー等の発光
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light source device. In addition, the present invention relates to a light emitting device such as a signal light or a display using the light source device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、信号灯に使用される光源装置とし
て、白熱電球を光源とし、光源からの光を赤、青緑等、
各目的色に着色されたフィルターを介して所望の単色光
を放出するものが広く一般に用いられている。また、所
望の発光色のレンズ型発光ダイオード（ＬＥＤ）を複数
個密に基板上に配置した光源装置が知られる。ＬＥＤを
光源とした光源装置では、擬似点灯がない、保守点検の
手間を大幅に減少させることができるといった利点があ
る。加えて、ＬＥＤ自体が単色発光するため、発光した
光の大部分をフィルターでカットする白熱電球を用いた
方式よりも、外部放射効率を高くできる。また、フィル
ターを用いた場合には、外部より入射する光によりフィ
ルター色が表示され、あたかも点灯しているかのごとく
認識されるおそれがあるが、ＬＥＤを光源とした場合に
はフィルターを必要とせず、このような擬似点灯のおそ
れはない。さらに、ＬＥＤは白熱電球のごとき球切れが
なく、信頼性の高いものである。2. Description of the Related Art Conventionally, as a light source device used for a signal lamp, an incandescent light bulb is used as a light source, and light from the light source is red, blue green, etc.
A device that emits a desired monochromatic light through a filter colored to each target color is widely and generally used. There is also known a light source device in which a plurality of lens-type light emitting diodes (LEDs) of a desired emission color are densely arranged on a substrate. The light source device using an LED as a light source has advantages that there is no false lighting and that the labor for maintenance and inspection can be greatly reduced. In addition, since the LED itself emits monochromatic light, external radiation efficiency can be increased as compared with a method using an incandescent light bulb in which most of the emitted light is cut by a filter. In addition, when a filter is used, the filter color is displayed by light incident from the outside, and may be recognized as if it is lit. However, when an LED is used as a light source, no filter is required. There is no fear of such pseudo lighting. Further, the LED is highly reliable because it does not break the bulb like an incandescent lamp.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来知
られているＬＥＤを光源とする信号灯は、上記のように
レンズ型ＬＥＤを用いているため、外部放射効率が十分
とは言えないものであった。レンズ型ＬＥＤでは、指向
性を高めればそれだけ放射光にロスが生じ、外部放射効
率が低下するためである。また、十分な光度を確保する
ため、及び発光むらをなくして見栄えのよいものとする
ためにＬＥＤを密に実装することが行われるが、これに
は手間がかかるのはもとより、大きな熱が発生しかつ放
熱が効率的に行われないためＬＥＤが高温状態となる。
このようにＬＥＤを高温状態で点灯することは、発光出
力の低下を引き起こし、また、寿命特性を低下させるた
め好ましくない。将来、発光素子の高出力化がなされる
ことにより、一定のエリア内に配置するＬＥＤの使用量
を減少できるとしても、ＬＥＤ光源の実装密度が小さく
なることによる発光むら、即ち見栄えが悪くなるという
問題は解消されない。また、ＬＥＤの外部放射効率を高
めるために設けられる光学系（リードフレーム表面の銀
メッキ等）は、外光を反射し、着色した擬似点灯にはな
らないものの、ＬＥＤ点灯時と消灯時のコントラスト低
下をもたらす原因となり得る。However, the conventional signal light using an LED as a light source is not sufficient in external radiation efficiency because it uses a lens-type LED as described above. . This is because, in the lens-type LED, the higher the directivity is, the more loss occurs in the emitted light, and the lower the external radiation efficiency is. In addition, in order to ensure a sufficient luminous intensity and to eliminate uneven light emission and improve appearance, dense mounting of LEDs is performed, but this takes time and also generates large heat. Since the heat is not efficiently dissipated, the LED is in a high temperature state.
Lighting the LED in a high temperature state as described above is not preferable because it causes a decrease in light emission output and a reduction in life characteristics. In the future, even if the output of the light emitting element is increased, the amount of LEDs arranged in a certain area can be reduced, but the unevenness of light emission due to the decrease in the mounting density of the LED light sources, that is, the appearance is deteriorated. The problem remains. Further, an optical system (such as silver plating on the lead frame surface) provided to enhance the external radiation efficiency of the LED reflects external light and does not become colored pseudo-lighting, but lowers the contrast between when the LED is turned on and when it is turned off. Can be caused.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題の
少なくとも一つを解決すべくなされたものであり、新規
な構成の光源装置を提供するものである。本発明の構成
は、次の通りである。光学的開口部を備える遮光部材
と、前記遮光部材の一面側に配置される光源と、前記光
源に対向し、かつ該光源の光放出方向側を囲うように設
置される反射面と、を備え、前記光源からの光は、前記
反射面に反射されることにより集光した後、前記遮光部
材の前記光学的開口部より放射される、ことを特徴とす
る光源装置。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve at least one of the above-described problems, and provides a light source device having a novel configuration. The configuration of the present invention is as follows. A light-shielding member having an optical opening, a light source disposed on one surface side of the light-shielding member, and a reflection surface provided to face the light source and surround the light emission direction side of the light source. The light source device is characterized in that the light from the light source is condensed by being reflected by the reflection surface and then emitted from the optical opening of the light shielding member.
【０００５】かかる構成によれば、光源からの光は一旦
反射面により反射された後、外部放射されることとなる
が、反射面が光源の光放出方向側を囲うように設置され
るため、光源からの光の多くを反射面で反射し、外部放
射光として利用することができる。即ち、外部放射効率
の高い光源装置が得られる。このことは同時に、所定の
光量を得るべく光源を複数用いる場合において、一定エ
リアに配置する光源数を減少できることを意味する。そ
の結果、光源全体での発熱量が減少するとともに、各光
源からの放熱が容易となり、光源の発熱に起因する発光
出力の低下及び光源寿命の低下を効果的に防止すること
ができる。また、光源からの光は反射面に反射されるこ
とにより、集光しながら遮光部材方向へ向かい、遮光部
材に備えられた光学的開口部を介して外部放射される。
即ち、遮光部材により反射面側への光の取り込みを防止
しつつ、反射面により反射された光源からの光は効率的
に遮光部材の光学的開口部より外部放射される。従っ
て、外部放射効率を低下させることなく、反射面側への
光の取り込みを防止できる。その結果、光源の消灯時に
おける擬似点灯を効果的に防止することができ、光源の
点灯時と消灯時のコントラストの高い光源装置が提供さ
れる。According to this configuration, the light from the light source is once reflected by the reflecting surface and then emitted to the outside. However, since the reflecting surface is installed so as to surround the light emitting direction side of the light source, Most of the light from the light source is reflected by the reflecting surface and can be used as external radiation. That is, a light source device having high external radiation efficiency can be obtained. This means that, when a plurality of light sources are used to obtain a predetermined light amount, the number of light sources arranged in a certain area can be reduced. As a result, the amount of heat generated by the entire light source is reduced, and heat radiation from each light source is facilitated, so that a decrease in light emission output and a decrease in life of the light source due to heat generation of the light source can be effectively prevented. In addition, the light from the light source is reflected by the reflection surface, is directed toward the light blocking member while being condensed, and is externally radiated through an optical opening provided in the light blocking member.
That is, the light from the light source reflected by the reflection surface is efficiently radiated from the optical opening of the light shielding member to the outside while preventing light from being taken into the reflection surface by the light shielding member. Therefore, it is possible to prevent light from being taken into the reflection surface side without lowering the external radiation efficiency. As a result, pseudo lighting when the light source is turned off can be effectively prevented, and a light source device with a high contrast between when the light source is turned on and when the light source is turned off is provided.
【０００６】遮光部材には、例えば、板状であって、平
面視略円形、略楕円形、略矩形及びこれらを任意に組み
合わせた形状のものを用いることができる。遮光部材の
材質も遮光に適したものであれば特に限定されることは
なく、例えば、遮光効果の高い黒色系に着色された樹脂
等を用いることができる。また、遮光部材の全てが遮光
性の材料で形成される必要はなく、例えば、外側（外光
の照射する側）の面にのみ黒色系の塗装を施して、遮光
性を持たせても良い。また、後述の光源としてＬＥＤを
用いる場合には、遮光部材として所望の形状の実装用基
板を用いることができる。この場合においても基板に遮
光性を持たせるために、基板を遮光性の材料で形成する
か若しくは基板に黒色系の塗装等を施す。The light-shielding member may be, for example, a plate-like member having a substantially circular shape, a substantially elliptical shape, a substantially rectangular shape in a plan view, and a shape obtained by arbitrarily combining these. The material of the light-blocking member is not particularly limited as long as it is suitable for light-blocking. For example, a black colored resin having a high light-blocking effect can be used. Further, it is not necessary that the entire light-shielding member is formed of a light-shielding material. For example, a black paint may be applied only to the outer surface (the side to which external light is irradiated) to have light-shielding properties. . When an LED is used as a light source described later, a mounting board having a desired shape can be used as a light shielding member. Also in this case, in order to give the substrate a light-shielding property, the substrate is formed of a light-shielding material, or a black paint is applied to the substrate.
【０００７】遮光部材には光学的開口部が設けられる。
光学的開口部とは、遮光部材において光を透過すること
ができる部分をいい、例えば、遮光部材の一部に貫通孔
を設けることにより形成される。この場合には、貫通孔
に透明な樹脂等を充填することができる。かかる構成に
よれば、埃や塵等が外部より貫通孔を介して光源装置内
部へ進入することを防止できる。また、上記のように黒
色系の塗装を施して遮光性を持たせる場合には、一部に
塗装しない部分を設け、これを光学的開口部とすること
もできる。光学的開口部の数は後述の反射面の数に対応
して定められ、好ましくは反射面の数と同数の光学的開
口部を設ける。一の反射面に対して複数の光学的開口部
を設け、一の反射面により反射された光を複数の光学的
開口部を介して外部放射することもできる。光学的開口
部の形状としては種々の形状を採用することができる。
例えば、平面視円形、楕円形、矩形等である。光学的開
口部の大きさは、遮光部材の遮光性、及び後述の反射面
により反射された光の放射効率を考慮して設計される。
即ち、十分な量の光を放射できる程度において光学的開
口部をできるだけ小さくすることが好ましく、これによ
り光学的開口部を介した外光の取り込みを少なくしつ
つ、かつ高い外部放射効率が得られる。好ましくは、後
述の反射面により反射され、集光された光の実質的に全
部を外部放射できる大きさとする。[0007] The light blocking member is provided with an optical opening.
The optical opening refers to a portion of the light shielding member that can transmit light, and is formed by, for example, providing a through hole in a part of the light shielding member. In this case, the through-hole can be filled with a transparent resin or the like. According to this configuration, it is possible to prevent dust and dirt from entering the inside of the light source device from the outside via the through hole. In the case where a black paint is applied to provide a light-shielding property as described above, an unpainted portion may be provided in a part, and this may be used as an optical opening. The number of optical openings is determined according to the number of reflective surfaces described later, and preferably the same number of optical openings as the number of reflective surfaces are provided. A plurality of optical openings may be provided for one reflection surface, and light reflected by one reflection surface may be externally radiated through the plurality of optical openings. Various shapes can be adopted as the shape of the optical opening.
For example, the shape is a circle, an ellipse, a rectangle, or the like in plan view. The size of the optical opening is designed in consideration of the light-shielding property of the light-shielding member and the radiation efficiency of light reflected by a reflective surface described later.
That is, it is preferable to make the optical aperture as small as possible to the extent that a sufficient amount of light can be emitted, thereby obtaining high external radiation efficiency while reducing external light intake through the optical aperture. . Preferably, the size is such that substantially all of the light reflected and condensed by the later-described reflecting surface can be externally radiated.
【０００８】遮光部材において外光の照射する側と反対
の面側には、光源が配置される。好ましくは、光源を遮
光部材の当該面上に直接又は取付け部材を介して取り付
ける。また、光源の位置精度を高めるべく、保持具等を
用いることもできる。また、少なくとも、光源の主たる
光放出方向が光源から遮光部材に向かう方向とならない
ように光源を配置する必要がある。光源には白熱電球、
発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることができる。小型
化の要請、発光効率、省電力、長寿命等の観点からＬＥ
Ｄを用いることが好ましい。光源としてＬＥＤを用いる
場合のＬＥＤの種類は特に限定されず、砲弾型（レンズ
型）、チップ型等のＬＥＤを用いることができる。ま
た、目的に応じて、赤色、緑色、青色等、所望の発光色
のＬＥＤを用いることができる。また、ＲＧＢタイプの
ＬＥＤを用いることもできる。A light source is arranged on the surface of the light blocking member opposite to the surface on which the external light is irradiated. Preferably, the light source is mounted on the surface of the light-blocking member directly or via a mounting member. In addition, a holder or the like can be used to increase the positional accuracy of the light source. In addition, it is necessary to arrange the light sources so that the main light emission direction of the light sources is not at least the direction from the light sources toward the light shielding member. The light source is an incandescent light bulb,
Light emitting diodes (LEDs) can be used. LE from the viewpoint of demand for miniaturization, luminous efficiency, power saving, long life, etc.
It is preferable to use D. When an LED is used as the light source, the type of the LED is not particularly limited, and an LED of a shell type (lens type), a chip type, or the like can be used. Further, an LED having a desired emission color such as red, green, or blue can be used according to the purpose. Further, RGB type LEDs can be used.
【０００９】ＬＥＤとして発光波長が３８０ｎｍ〜５０
０ｎｍの範囲にあり、かつその封止部材に、当該発光波
長の光により励起し蛍光を発する蛍光体を含有させて白
色系の光を放射させることにより、白色系の光を放射す
る光源装置とすることができる。さらに、封止部材に拡
散剤を含有させても良い。この場合、好ましくは、発光
波長が４２０ｎｍ〜４９０ｎｍのＬＥＤが用いられる。
さらに好ましくは、発光波長が４５０ｎｍ〜４７５ｎｍ
のＬＥＤが用いられる。かかるＬＥＤとして、III族窒
化物系化合物半導体からなるものが好適に用いられる。The LED has an emission wavelength of 380 nm to 50 nm.
A light source device that emits white light by causing the sealing member to contain a phosphor that emits fluorescence by being excited by light of the emission wavelength and emits white light. can do. Further, a diffusing agent may be contained in the sealing member. In this case, preferably, an LED having an emission wavelength of 420 nm to 490 nm is used.
More preferably, the emission wavelength is 450 nm to 475 nm.
LED is used. As such an LED, one made of a group III nitride-based compound semiconductor is preferably used.
【００１０】蛍光体としては、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａ
ｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＺｎＳ：Ｍ
ｎ、ＺｎＳ：Ｅｕ、ＹＶＯ４：Ｅｕ、ＹＶＯ４：Ｃｅ、
Ｙ２Ｏ ２Ｓ：Ｅｕ、及びＹ２Ｏ２Ｓ：Ｃｅの中から選ば
れる一又は二以上の蛍光体が用いられる。ここで、Ｚｎ
Ｓ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌとは、ＺｎＳを母体としてＣｕ、
Ａｕ、及びＡｌで付活したＺｎＳ系のフォトルミネセン
ス蛍光体であり、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ、
ＺｎＳ：Ｍｎ及びＺｎＳ：Ｅｕとは、同じくＺｎＳを母
体としてそれぞれＣｕとＡｌ、Ｃｕ、Ｍｎ、及びＥｕで
付活したフォトルミネセンス蛍光体である。同様に、Ｙ
ＶＯ４：Ｅｕ及びＹＶＯ４：ＣｅはＹＶＯ ４を母体とし
てそれぞれＥｕ及びＣｅで付活した蛍光体であり、Ｙ２
Ｏ２Ｓ：Ｅｕ及びＹ２Ｏ２Ｓ：ＣｅはＹ２Ｏ２を母体と
してそれぞれＥｕ及びＣｅで付活した蛍光体である。こ
れらの蛍光体は、青色〜緑色の光に対して吸収スペクト
ルを有し、励起波長よりも波長の長い光を発光する。As the phosphor, ZnS: Cu, Au, A
1, ZnS: Cu, Al, ZnS: Cu, ZnS: M
n, ZnS: Eu, YVO4: Eu, YVO4: Ce,
Y2O 2S: Eu and Y2O2S: Choose from Ce
One or more phosphors are used. Where Zn
S: Cu, Au, Al refers to Zn,
ZnS-based photoluminescence activated by Au and Al
Phosphor, ZnS: Cu, Al, ZnS: Cu,
ZnS: Mn and ZnS: Eu are also ZnS
With Cu and Al, Cu, Mn, and Eu respectively
Activated photoluminescent phosphor. Similarly, Y
VO4: Eu and YVO4: Ce is YVO 4Is the mother
Is a phosphor activated by Eu and Ce, respectively.2
O2S: Eu and Y2O2S: Ce is Y2O2With the mother
And a phosphor activated by Eu and Ce, respectively. This
These phosphors have an absorption spectrum for blue to green light.
And emits light having a wavelength longer than the excitation wavelength.
【００１１】上記蛍光体の中でも、ＺｎＳ：Ｅｕ、ＹＶ
Ｏ４：Ｃｅ及びＹ２Ｏ２Ｓ：Ｃｅは、青色〜緑色の励起
光に対する発光波長がその他の蛍光体と比較して長いた
め、即ち、これらの蛍光体からの発光色はより赤色系で
あって、その結果、これらの蛍光体から発せられる光と
当該発光ダイオードからの光との混合により得られる光
はより白色に近い色となる。このように、より白色に近
い発光色を得るためには、ＺｎＳ：Ｅｕ、ＹＶＯ４：Ｃ
ｅ及びＹ２Ｏ２Ｓ：Ｃｅの中から選ばれる一又は二以上
を蛍光体として選択することが好ましい。Among the above phosphors, ZnS: Eu, YV
O 4 : Ce and Y 2 O 2 S: Ce have longer emission wavelengths for blue to green excitation light than other phosphors, that is, the emission colors from these phosphors are more reddish. Thus, as a result, the light obtained by mixing the light emitted from these phosphors and the light from the light emitting diode has a color closer to white. As described above, in order to obtain a light emission color closer to white, ZnS: Eu, YVO 4 : C
It is preferable to select one or two or more selected from e and Y 2 O 2 S: Ce as the phosphor.
【００１２】光源に対向する位置には反射面が設置され
る。反射面は光源からの光を反射して集光するために設
けられるものであり、上述の遮光部材に備えられる光学
的開口部との関係によって設計される。即ち、反射面に
より反射されて集光した光が光学的開口部を通過して外
部放射するように反射面を設計する必要がある。例え
ば、光源と上記遮光部材の光学的開口部ないしその近傍
に焦点をもつ回転楕円面の一部を反射面とする。かかる
構成の反射面では、光源からの光は反射面により反射さ
れて集光し、その集光した光の焦点は遮光部材の光学的
開口部ないしその近傍にあることとなる。その結果、光
学的開口部ないしその近傍の狭い範囲に光を集中させる
ことができ、小さな光学的開口部をもって当該光を外部
放射することができる。即ち、光学的開口部を小さく形
成することができるため、上で説明したように、擬似点
灯が効果的に防止される。さらに好ましくは、反射面に
より反射されて集光した光の焦点が、遮光部材の光学的
開口部にあるように反射面を設計する。このような構成
によれば、より小さな光学的開口部をもって、集光され
た光を外部放射できるため、擬似点灯防止の効果が一層
高められるからであるまた、反射面は光源の光放出方向
側を囲うようなものとする。光源からの光の実質的に全
部を反射面により反射させて外部放射光に利用し、外部
放射効率を高めるためである。A reflection surface is provided at a position facing the light source. The reflection surface is provided for reflecting and condensing the light from the light source, and is designed in relation to the above-mentioned optical opening provided in the light shielding member. That is, it is necessary to design the reflecting surface so that the light reflected and condensed by the reflecting surface passes through the optical opening and radiates to the outside. For example, a part of a spheroid having a focal point at or near the optical opening of the light source and the light shielding member is defined as a reflection surface. In the reflecting surface having such a configuration, light from the light source is reflected by the reflecting surface and condensed, and the focal point of the condensed light is located at or near the optical opening of the light shielding member. As a result, light can be concentrated on the optical opening or a narrow area near the optical opening, and the light can be externally radiated with the small optical opening. That is, since the optical opening can be formed small, the pseudo lighting is effectively prevented as described above. More preferably, the reflection surface is designed such that the focal point of the light reflected and condensed by the reflection surface is located at the optical opening of the light shielding member. According to such a configuration, the condensed light can be externally radiated with a smaller optical opening, so that the effect of preventing false lighting is further enhanced. Is to be enclosed. This is because substantially all of the light from the light source is reflected by the reflection surface and is used for external radiation, so as to increase the external radiation efficiency.
【００１３】反射面は複数設けることができる。この場
合においては、上述のように遮光部材に複数の光学的開
口部を形成し、各反射面により反射され集光された光を
当該反射面に対応する光学的開口部より外部放射する。
かかる構成によれば、一の光源に対して、複数の光学的
開口部より光の放射がなされる。換言すれば、光源の数
に対して見かけの発光点が多くなるため、複数の光源を
配置したのと同様の効果、即ち、面積当たりの発光点数
が増し、発光むらの少なく、見栄えが良くなるという効
果が得られる。この場合においても、各反射面を、光源
と遮光部材において当該反射面に対応する光学的開口部
ないしその近傍に焦点をもつ回転楕円面の一部とするこ
とが好ましい。各反射面によりそれぞれ集光された光を
小さな光学的開口部をもって外部放射できることとな
り、外部放射効率を高く維持しつつ、かつ擬似点灯を効
果的に防止できるからである。さらに好ましくは、各反
射面により反射されることによりそれぞれ集光した光の
焦点が、遮光部材の当該反射面に対応する光学的開口部
にあるように、各反射面を設計する。A plurality of reflecting surfaces can be provided. In this case, as described above, a plurality of optical openings are formed in the light blocking member, and the light reflected and condensed by each reflection surface is externally radiated from the optical openings corresponding to the reflection surfaces.
According to such a configuration, light is emitted from a plurality of optical openings to one light source. In other words, since the number of light emitting points increases with respect to the number of light sources, the same effect as that of arranging a plurality of light sources, that is, the number of light emitting points per area increases, the light emission unevenness is reduced, and the appearance is improved. The effect is obtained. Also in this case, it is preferable that each reflecting surface be a part of a spheroid having a focal point at or near an optical opening corresponding to the reflecting surface in the light source and the light shielding member. This is because the light condensed by each reflection surface can be externally radiated with a small optical opening, and the pseudo-lighting can be effectively prevented while maintaining high external radiation efficiency. More preferably, each reflection surface is designed so that the focal point of the light condensed by being reflected by each reflection surface is located at the optical opening corresponding to the reflection surface of the light shielding member.
【００１４】反射面は樹脂を所望の形状に成形すること
により、また、金属板をプレス加工することにより形成
することができる。樹脂成形品を用いる場合には、表面
に金属蒸着やメッキ等をすることにより、また、表面に
金属等を塗布等することにより、その表面を光反射性と
する。また、金属板としては光反射率の高い材料からな
るものを用いることが好ましいが、プレス加工後に表面
の光反射効率を高める処理を施すこともできる。The reflecting surface can be formed by molding a resin into a desired shape, or by pressing a metal plate. When a resin molded product is used, the surface is made light-reflective by performing metal deposition, plating, or the like on the surface, or by applying a metal or the like to the surface. In addition, it is preferable to use a metal plate made of a material having a high light reflectance, but it is also possible to perform a process for increasing the light reflection efficiency of the surface after press working.
【００１５】[0015]
【実施例】以下、図１〜図３を参照しながら本発明の実
施例である光源装置１について説明する。図１は光源装
置１を光の外部放射側よりみた平面図であり、図２は図
１におけるＡ−Ａ線断面図である。また、図３は、反射
鏡３０の構成を示す図であって、反射鏡３０のみを光の
外部放射側からみた平面図である。本実施例の光源装置
１は、遮光板１０、光源であるＬＥＤ２０、及び反射鏡
３０より大略構成される。遮光板１０はＬＥＤ実装用の
基板であって、その外部放射側の面（図１において観察
される面）には黒色の塗装が施され、遮光機能が備えら
れている。また、本実施例においては遮光板１０を正六
角形とし、かかる正六角形の隣合う二つの頂点と中心
（Ｆ）とを結ぶことにより形成される各正三角形の重心
位置にはそれぞれ貫通孔１１〜１６が設けられている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A light source device 1 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view of the light source device 1 as viewed from an external radiation side of light, and FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 3 is a plan view illustrating the configuration of the reflecting mirror 30 when only the reflecting mirror 30 is viewed from the external radiation side of light. The light source device 1 according to the present embodiment is roughly constituted by a light shielding plate 10, an LED 20 as a light source, and a reflecting mirror 30. The light-shielding plate 10 is a substrate for mounting an LED, and a surface on the external radiation side (a surface observed in FIG. 1) is coated with black and has a light-shielding function. Further, in this embodiment, the light shielding plate 10 is a regular hexagon, and the through-holes 11 to 11 are respectively formed at the positions of the centers of gravity of the regular triangles formed by connecting two adjacent vertices of the regular hexagon and the center (F). 16 are provided.
【００１６】図２に示されるように、遮光板１０の反射
鏡３０側の面には、ＬＥＤ３０が所定の距離をおいて実
装される。本実施例では、ＬＥＤ２０として、III族窒
化物系化合物半導体からなる発光素子を備えるＬＥＤを
用い、青色系の発光色の光源装置とした。勿論、任意の
発光色のＬＥＤを用いることができ、所望の発光色の光
源装置を得ることができる。さらには、赤色系、緑色
系、青色系の発光色の発光素子を組み合わせたＲＧＢタ
イプのＬＥＤを用いることにより、任意の色を発光可能
な光源装置とすることもできる。As shown in FIG. 2, LEDs 30 are mounted on the surface of the light shielding plate 10 on the side of the reflecting mirror 30 at a predetermined distance. In the present embodiment, an LED including a light emitting element made of a group III nitride-based compound semiconductor was used as the LED 20, and a light source device emitting blue light was used. Of course, an LED of an arbitrary color can be used, and a light source device of a desired color can be obtained. Furthermore, a light source device capable of emitting light of any color can be obtained by using RGB type LEDs in which light emitting elements of red, green, and blue light emitting colors are combined.
【００１７】ＬＥＤ２０は、一対のリードフレームの片
方に発光素子をマウントし、他方のリードフレームと発
光素子とをワイヤにより電気的に接続したものを透明エ
ポキシ樹脂で封止することにより構成され、その光放出
方向にはレンズ面２１が形成される。レンズ面２１の形
状は、発光素子の位置ｆ０を原点とする球面である。The LED 20 is constructed by mounting a light emitting element on one of a pair of lead frames and electrically connecting the other lead frame and the light emitting element by wires with a transparent epoxy resin. A lens surface 21 is formed in the light emission direction. The shape of the lens surface 21 is a spherical surface with the origin f0 of the light emitting element.
【００１８】反射鏡３０は、光反射剤を含有した熱硬化
性の樹脂からなり、図３に示されるように反射面３１〜
３６を組み合わせて構成される。反射面３１〜３６は、
樹脂成形品の表面に金属蒸着の処理を施すことにより鏡
面化されている。各反射面の構成について、反射鏡の断
面を示す図２を参照しながら、反射面ｒ１及びｒ２を例
にとって説明する。まず、反射面３１は、ＬＥＤ２０の
発光素子位置（ｆ０）と遮光板１０の貫通孔１１位置
（ｆ１）に焦点をもつ回転楕円面の一部である。同様
に、反射面３４は、発光素子位置（ｆ０）と貫通孔１４
位置（ｆ４）に焦点をもつ回転楕円面の一部である。そ
の他の反射面の構成も同様であって、各反射面と対応す
る遮光板１０の貫通孔の位置及び発光素子位置（ｆ０）
との関係により設計されている。また、反射鏡３０がＬ
ＥＤ２０を囲うように各反射面は形成されている。The reflecting mirror 30 is made of a thermosetting resin containing a light reflecting agent, and as shown in FIG.
36 are combined. The reflection surfaces 31 to 36
The surface of the resin molded product is mirror-finished by performing a metal deposition process. The configuration of each reflection surface will be described with reference to the reflection surfaces r1 and r2 as an example with reference to FIG. 2 showing a cross section of a reflection mirror. First, the reflection surface 31 is a part of a spheroid having a focus on the light emitting element position (f0) of the LED 20 and the position (f1) of the through hole 11 of the light shielding plate 10. Similarly, the reflection surface 34 is positioned between the light emitting element position (f0) and the through hole 14.
This is a part of the spheroid having the focus at the position (f4). The configuration of the other reflecting surfaces is the same, and the positions of the through-holes and the light emitting element position (f0) of the light shielding plate 10 corresponding to each reflecting surface.
It is designed according to the relationship. The reflecting mirror 30 is L
Each reflecting surface is formed so as to surround the ED 20.
【００１９】反射鏡３０を構成する反射面の構成は、上
記のものに限られるものではなく、反射面の数、各反射
面の形状を任意に選択することができる。例えば、図４
〜図６に示した構成を採用することができる。図４の反
射鏡では、３面の反射面が用いられる。この場合には、
各反射面に対応する貫通孔（光学的開口部）が遮光板１
０に形成される。また、各反射面の形状は、それが対応
する貫通孔の位置と発光素子位置（ｆ０）との関係によ
り設定されるものであり、図４の場合では、各反射面
は、それが対応する貫通孔の位置と発光素子位置（ｆ
０）とに焦点をもつ回転楕円面の一部である。同様に、
図５の反射鏡は二つの反射面により構成される。この場
合の各反射面の構成は図４の場合と同様である。図６で
は、２４の反射面からなる反射鏡が示される。この場合
の各反射面の構成も図４の場合と同様であり、各反射面
は、それに対応して遮光板に設けられる貫通孔位置と発
光素子位置（ｆ０）とに焦点を持つ回転楕円面の一部と
してある。図６の反射鏡では、各反射面の形状が平面視
三角形であるが、図７に示される反射鏡では、平面視矩
形、平面視三角形の反射面を組み合わせて反射鏡を構成
している。各反射面におけるその他の構成は図６の反射
鏡の場合と同様である。The configuration of the reflecting surfaces constituting the reflecting mirror 30 is not limited to the above, and the number of reflecting surfaces and the shape of each reflecting surface can be arbitrarily selected. For example, FIG.
6 can be adopted. In the reflecting mirror of FIG. 4, three reflecting surfaces are used. In this case,
A through-hole (optical opening) corresponding to each reflection surface is provided with a light shielding plate 1.
0 is formed. Further, the shape of each reflecting surface is determined by the relationship between the position of the corresponding through hole and the light emitting element position (f0), and in the case of FIG. 4, each reflecting surface corresponds to it. The position of the through hole and the light emitting element position (f
0) and a part of the spheroidal surface having a focal point. Similarly,
The reflecting mirror in FIG. 5 is constituted by two reflecting surfaces. The configuration of each reflecting surface in this case is the same as that in the case of FIG. FIG. 6 shows a reflecting mirror having 24 reflecting surfaces. The configuration of each reflecting surface in this case is also the same as that in the case of FIG. 4, and each reflecting surface is a spheroidal surface having a focus at the position of the through hole provided in the light shielding plate and the position of the light emitting element (f0). As part of In the reflecting mirror of FIG. 6, the shape of each reflecting surface is a triangular shape in a plan view, but in the reflecting mirror shown in FIG. 7, the reflecting mirrors are configured by combining reflecting surfaces of a rectangular shape in a plan view and a triangular shape in a plan view. The other configuration of each reflecting surface is the same as that of the reflecting mirror of FIG.
【００２０】以上のように構成された光源装置１では、
まず、ＬＥＤ２０内の発光素子が発する光の実質的に全
部がレンズ２１界面で屈折することなく放射され、反射
鏡３０の反射面３１ないし３４に至る。各反射面に至っ
た光は、当該反射面に対応する遮光板の貫通孔を焦点と
して反射面毎に集光され、集光された光は各貫通孔を通
過して外部放射される。このように、各反射面に反射さ
れた光は、それぞれ対応する貫通孔の位置を焦点として
集光して外部放射されるため、各貫通孔を小さく設計す
ることができる。これにより、遮光板１０の各貫通孔を
通って反射鏡３０側へ入射する外光を少なくできる。ま
た、各貫通孔を通って反射鏡側に入射した外光は、反射
鏡３０の各反射面に至ることとなるが、上述のように、
各反射面はそれに対応する貫通孔位置とＬＥＤ２０の発
光素子位置（ｆ０）とに焦点をもつ回転楕円面の一部で
あるため、各反射面に至った外光は当該反射面に反射さ
れることにより発光素子位置（ｆ０）を焦点として集光
し、最終的に遮光板１０の反射面側において吸収され
る。即ち、仮に各貫通孔より反射鏡側へ外光が入射した
としても、それが反射光として外部放射されることはな
く、擬似点灯とはならない。以上のように、光源装置１
は外光に対して遮光効果が高く、擬似点灯を効果的に防
止できるものである。これにより、ＬＥＤ２０の点灯時
と消灯時のコントラストは大きなものとなる。また、反
射鏡３０がＬＥＤ２０を囲うように設計してあるため、
ＬＥＤから放射される光の実質的に全部を反射鏡３０に
おいて反射し、外部放射することができる。これによ
り、外部放射効率の高い光源装置となる。また、外部放
射光の放射角は、各反射面からそれに対応する貫通孔に
至る角度範囲となる。即ち、本実施例の各反射面の構成
によれば、高い効率で所定の指向特性をもった光として
外部放射することができる。さらに、一つのＬＥＤ２０
に対して外部放射用の貫通孔が６つ設けられ、これらが
見かけ上の発光点となるため、あたかも６つの光源があ
るかのごとき、発光むらの小さい見栄えのよい外部放射
光が得られる。In the light source device 1 configured as described above,
First, substantially all of the light emitted from the light emitting elements in the LED 20 is emitted without being refracted at the interface of the lens 21 and reaches the reflecting surfaces 31 to 34 of the reflecting mirror 30. The light that reaches each reflecting surface is focused on each reflecting surface with the through hole of the light shielding plate corresponding to the reflecting surface as a focal point, and the collected light passes through each through hole and is emitted to the outside. As described above, the light reflected on each reflection surface is focused and focused on the position of the corresponding through-hole, and is emitted outside, so that each through-hole can be designed to be small. Accordingly, external light that enters the reflecting mirror 30 through each through hole of the light shielding plate 10 can be reduced. Further, external light that has entered the reflecting mirror side through each through-hole reaches each reflecting surface of the reflecting mirror 30, but as described above,
Since each reflecting surface is a part of a spheroid having a focus on the position of the corresponding through hole and the light emitting element position (f0) of the LED 20, external light that reaches each reflecting surface is reflected on the reflecting surface. As a result, the light is focused on the light emitting element position (f0) as a focal point, and finally absorbed on the reflection surface side of the light shielding plate 10. That is, even if external light enters the reflecting mirror side from each through-hole, it does not radiate as reflected light to the outside, and does not turn on pseudo. As described above, the light source device 1
Has a high light-shielding effect against external light, and can effectively prevent false lighting. Thus, the contrast between when the LED 20 is turned on and when the LED 20 is turned off is large. Also, since the reflecting mirror 30 is designed to surround the LED 20,
Substantially all of the light emitted from the LED can be reflected by the reflector 30 and emitted externally. Thereby, a light source device having high external radiation efficiency is obtained. Further, the radiation angle of the external radiation light is in an angle range from each reflection surface to the corresponding through hole. That is, according to the configuration of each reflecting surface of the present embodiment, it is possible to externally radiate light having predetermined directional characteristics with high efficiency. Furthermore, one LED 20
Since six through-holes for external radiation are provided, and these are apparent light-emitting points, it is possible to obtain good-looking external radiation with small light emission unevenness as if there are six light sources.
【００２１】上記の光源装置１において、外部放射側に
アウターレンズを設けても良い。アウターレンズは、光
源装置１からの放射光を制御し、所望の指向性をもたせ
るために設けられるものである。例えば、遮光板１０の
各貫通孔の外部放射側に光透過性の樹脂からなるレンズ
をそれぞれ取付ける。これにより各貫通孔から外部に放
射される光に所望の指向性を持たせることができる。勿
論、アウターレンズは遮光板に直接取付けられる必要は
なく、一定の間隔を置いて設置してもよい。In the light source device 1 described above, an outer lens may be provided on the external radiation side. The outer lens is provided to control light emitted from the light source device 1 and to have a desired directivity. For example, a lens made of a light-transmitting resin is attached to the external radiation side of each through hole of the light shielding plate 10. Thereby, the light radiated to the outside from each through-hole can have desired directivity. Of course, the outer lens does not need to be directly attached to the light-shielding plate, but may be installed at a fixed interval.
【００２２】光源装置１を複数用いて、信号灯、ディス
プレー等の発光装置を構成することができる。勿論、使
用目的によっては、一の光源装置１を用いて発光装置を
構成すこともできる。以下、光源装置１を用いた発光装
置の一例を説明する。図８は、信号灯に使用される発光
装置５０を示した図であり、７個の光源装置１を組み合
わせて用いたものである。上記のように、各光源装置１
の遮光板の形状を正六角形としてあるので、複数個の光
源装置１を比較的密に配置することができる。各光源装
置１は光透過性の材料からなる固定板６０に組付けられ
ている。この発光装置５０において、各光源装置１に内
蔵されるＬＥＤ２０に注目すれば、個々のＬＥＤは広い
間隔をおいて配列されることになる。このため、各ＬＥ
Ｄからの放熱が効率的に行われる。また、発光装置５０
全体に使用されるＬＥＤの数は少なく、全体で発生する
熱も小さいものである。このように、発光装置５０全体
で生ずる熱が小さく、かつ放熱が効率的に行えるため、
ＬＥＤを高温状態で駆動した場合に生ずる発光特性の低
下等の問題を回避することができ、信頼性の高い発光装
置となる。また、用いられるＬＥＤの数は少ないもの
の、上述のように各ＬＥＤからの外部放射効率は高く、
また、各光源装置１の見かけ上の発光点はそれぞれ６つ
あり、それらが密に配置されることとなるため、発光装
置５０の外部放射効率は高く、かつその外部放射光は発
光むらの小さな見栄えの良いものとなる。By using a plurality of light source devices 1, a light emitting device such as a signal light or a display can be constructed. Of course, depending on the purpose of use, a light emitting device can be configured using one light source device 1. Hereinafter, an example of a light emitting device using the light source device 1 will be described. FIG. 8 is a diagram showing a light emitting device 50 used for a signal light, in which seven light source devices 1 are used in combination. As described above, each light source device 1
Since the shape of the light shielding plate is a regular hexagon, a plurality of light source devices 1 can be arranged relatively densely. Each light source device 1 is mounted on a fixed plate 60 made of a light transmissive material. In the light-emitting device 50, if attention is paid to the LEDs 20 built in each light source device 1, the individual LEDs are arranged at wide intervals. Therefore, each LE
The heat radiation from D is performed efficiently. Also, the light emitting device 50
The number of LEDs used as a whole is small, and the heat generated as a whole is small. As described above, since the heat generated in the entire light emitting device 50 is small and the heat radiation can be efficiently performed,
It is possible to avoid a problem such as a decrease in light emission characteristics when the LED is driven in a high temperature state, and a highly reliable light emitting device can be obtained. Also, although the number of LEDs used is small, the external radiation efficiency from each LED is high as described above,
In addition, each light source device 1 has six apparent light emitting points, which are densely arranged. Therefore, the external radiation efficiency of the light emitting device 50 is high, and the external radiation light has a small uneven emission. It will look good.
【００２３】尚、将来、発光素子の高出力化が実現した
場合においても、本発明の光源装置によれば、所定エリ
ア内に配置するＬＥＤ数を減少できるとともに、発光む
らの小さな見栄えの良い外部放射光を得ることができ
る。In the case where the output of the light emitting element is increased in the future, according to the light source device of the present invention, it is possible to reduce the number of LEDs arranged in a predetermined area, and to reduce the unevenness of the light emission and to provide a good external appearance. Synchrotron radiation can be obtained.
【００２４】上記実施例の光源装置おいて、光源として
白熱電球を用いることもできる。この場合には、例え
ば、白熱電球の表面を着色することにより、又は白熱電
球の表面に着色されたフィルムないしフィルターを被せ
ることにより、所望の色を発光可能な光源装置とするこ
とができる。また、遮光板の貫通口を通過して放出され
た光を着色されたフィルターを通すことにより、所望の
発光色を得ることもできる。以上のような白熱電球を用
いた場合であっても、外光の取り込みが遮光板により防
止されるため、擬似点灯がなく、光源の消灯時と点灯時
のコントラストの高い光源装置となる。また、光源数に
対して見かけ上の発光点が増すため、発光むらの小さな
見栄えのよい外部放射光が得られる。In the light source device of the above embodiment, an incandescent light bulb can be used as the light source. In this case, for example, by coloring the surface of the incandescent lamp or covering the surface of the incandescent lamp with a colored film or filter, a light source device capable of emitting a desired color can be obtained. In addition, a desired emission color can be obtained by passing light emitted through the through hole of the light shielding plate through a colored filter. Even in the case of using the incandescent lamp as described above, since the capture of external light is prevented by the light-shielding plate, there is no pseudo lighting, and the light source device has a high contrast between when the light source is turned off and when it is turned on. Further, since the apparent light emitting points increase with respect to the number of light sources, external radiation light with good appearance and small light emission unevenness can be obtained.
【００２５】この発明は、上記発明の実施の形態及び実
施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の
範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲
で種々の変形態様もこの発明に含まれる。The present invention is not at all limited to the description of the above-described embodiments and examples. Various modifications are included in the present invention without departing from the scope of the claims and within the scope of those skilled in the art.
【図１】本発明の一の実施例である光源装置１の平面図
である。FIG. 1 is a plan view of a light source device 1 according to one embodiment of the present invention.
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG.
【図３】光源装置１における反射鏡３０の構成を示す平
面図である。FIG. 3 is a plan view showing a configuration of a reflecting mirror 30 in the light source device 1.
【図４】他の構成の反射鏡を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing a reflecting mirror having another configuration.
【図５】同じく、他の構成の反射鏡を示した図である。FIG. 5 is a view showing a reflecting mirror having another configuration.
【図６】同じく、他の構成の反射鏡を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a reflecting mirror having another configuration.
【図７】同じく、他の構成の反射鏡を示した図である。FIG. 7 is a view showing a reflecting mirror having another configuration.
【図８】光源装置１を用いた発光装置５０を示した図で
ある。FIG. 8 is a diagram showing a light emitting device 50 using the light source device 1.
１ 光源装置 １０ 遮光板 １１〜１６ 貫通孔 ２０ ＬＥＤ ２１ レンズ ３０ 反射鏡 ３１〜３６ 反射面 ５０ 発光装置 REFERENCE SIGNS LIST 1 light source device 10 light shielding plate 11 to 16 through hole 20 LED 21 lens 30 reflecting mirror 31 to 36 reflecting surface 50 light emitting device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安川 武正 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 Ｆターム(参考） 3K080 AB01 BA07 BC03 5C096 AA04 AA28 BA03 CC06 CE02 CE17 CE18 CJ04 CJ05 FA03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Takemasa Yasukawa 1 Ochiai Ogata, Kasuga-cho, Nishikasugai-gun, Aichi F-term (reference) in Toyoda Gosei Co., Ltd. 3K080 AB01 BA07 BC03 5C096 AA04 AA28 BA03 CC06 CE02 CE17 CE18 CJ04 CJ05 FA03
Claims (11)
うに設置される反射面と、を備え、 前記光源からの光は、前記反射面に反射されることによ
り集光した後、前記遮光部材の前記光学的開口部より放
射される、ことを特徴とする光源装置。1. A light-shielding member having an optical opening, a light source disposed on one surface side of the light-shielding member, and a reflection opposing the light source and surrounding the light-emitting direction of the light source. A light source device, wherein the light from the light source is condensed by being reflected by the reflection surface, and then emitted from the optical opening of the light shielding member.
実質的に全部を囲うように設置される、ことを特徴とす
る請求項１に記載の光源装置。2. The light source device according to claim 1, wherein the reflection surface is provided so as to surround substantially the entire light emitting side of the light source.
口部位置ないしその近傍にある、ことを特徴とする請求
項１又は２に記載の光源装置。3. The light source device according to claim 1, wherein the focal point of the condensed light is at or near the optical opening.
口部に焦点をもつ回転楕円面の一部からなる、ことを特
徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光源装置。4. The light source device according to claim 1, wherein the reflection surface is formed of a part of a spheroid having a focus on the light source and the optical opening.
を備え、かつ該複数の光学的開口部にそれぞれ対応する
複数の前記反射面が備えられ、 前記光源からの光は、前記複数の反射面により反射され
ることにより反射面ごとに集光した後、該反射面に対応
する前記光学的開口部よりそれぞれ放射される、ことを
特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光源装
置。5. The light-blocking member includes a plurality of the optical openings, and a plurality of the reflection surfaces respectively corresponding to the plurality of the optical openings. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the light is condensed for each reflection surface by being reflected by the reflection surface, and then emitted from each of the optical openings corresponding to the reflection surface. Light source device.
る、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載
の光源装置。6. The light source device according to claim 1, wherein the light source is mounted on the light blocking member.
する請求項１乃至６のいずれかに記載の光源装置。7. The light source device according to claim 1, wherein the light source is an LED.
材料からなるレンズであって、該ＬＥＤを構成する半導
体発光素子を原点とする半球状のレンズが形成されてい
る、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載
の光源装置。8. A lens made of a light transmissive material, wherein a hemispherical lens having a semiconductor light emitting element constituting the LED as an origin is formed in a light emitting direction of the LED. The light source device according to claim 1.
装置を１又は２以上備える発光装置。9. A light emitting device comprising one or more light source devices according to claim 1.
源装置を複数マトリックス状に配置した、ことを特徴と
する発光装置。10. A light emitting device comprising a plurality of light source devices according to claim 1 arranged in a matrix.
レーである、ことを特徴とする請求項９又は１０に記載
の発光装置。11. The light emitting device according to claim 9, wherein the light emitting device is a signal light or a display.
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Cited By (3)
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