JP2011119662A - 発光モジュールおよびその設計方法 - Google Patents
発光モジュールおよびその設計方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011119662A JP2011119662A JP2010228283A JP2010228283A JP2011119662A JP 2011119662 A JP2011119662 A JP 2011119662A JP 2010228283 A JP2010228283 A JP 2010228283A JP 2010228283 A JP2010228283 A JP 2010228283A JP 2011119662 A JP2011119662 A JP 2011119662A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- light
- lens member
- emitting element
- emitting module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
- H04B10/114—Indoor or close-range type systems
- H04B10/1141—One-way transmission
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
【解決手段】発光モジュールは、光を出射する発光素子と、発光素子から出射された光を屈折させて出射する屈折面を有するレンズ部材とを備え、レンズ部材は、レンズ部材から出射する光線の前記主光軸に対する角度をθ1とするとき、前記屈折面と前記主光軸が交わる点の近傍の屈折面から、レンズ部材からの出射角度θ1が最大の光線が出射される。
【選択図】図4
Description
cosθ1=1−(1−cosm+1θ0)(1−cosα) (式1)
の関係となるように光線を屈折するようレンズ203の屈折面203aの形状を決めている。ここで、αは光を放射したい角度(既述の送信角度範囲:±α)、mは後述のランバーシャン分布の係数である。
p(θ0)=p0(1−cosmθ0) (式2)
で表されるランバーシャン分布の点光源を発光素子201の中心に置いた場合の光放射強度分布と仮定して導いている。ここで、p0はθ0=0°(光軸上)における光放射強度、mはランバーシャン分布の係数である。そして、式1は−90°≦θ0≦90°の範囲(すなわち発光素子前面の半球の空間)に出射する式2の光放射強度分布を、レンズ203の外で−α≦θ1≦αの空間で一様な光放射強度分布に変換するということを単純に数式に置き換えて表現したものであった。単純に数式へ置き換えたものであるため、発光素子201が点光源に近い微小な発光面で、光放射強度分布がランバーシャン分布に近ければ、ほぼ一様な放射強度分布が得られることになる。
図1Aは、本願発明の実施の形態1における発光モジュールの構成を示す斜視図であり、図1Bは、同じく上面図である。また図2は、図1A、図1Bに示す発光モジュールの2−2線における断面図である。
ここで、θ1maxはレンズ部材1103からの出射光の出射角度θ1の設計上の最大値であり、例えば送信角度αとほぼ同じ値とする。θ1minは出射角度θ1の設計上の最小値であり、多くの場合は0°とすればよい。したがって、θ1max≧θ1minである。θ0maxは屈折面1103aに到達する発光素子1101からの出射角度θ0の最大値であり、図2に示した屈折面1103aの法線と主光軸との角度βの加工上の最大値やθ1max、レンズ部材1103の屈折率naからθ0maxの限界値は決定される。また、mは発光素子1101からの出射角度θ0に対する放射強度分布p0(θ0)を式2のランバーシャン分布に近似した時の係数である。たとえばLED上面からの放射光のような無指向性の面光源ではm≒1となる。図5に示した発光素子1101からの出射角度θ0とレンズ部材1103からの出射角度θ1との関係は、式3においてθ1max=15°、θ1min=0°、θ0max=45°、m=1の場合を示している。
nbsinθb=nasinθa (式4)
で表される。これから、樹脂等内での光線の角度θaの変化に対する空気内での光線の角度θbの変化の割合dθb/dθaを求めると次式となる。
図9は式5の角度θaとdθb/dθaの関係を、na=1.5、nb=1の場合について示したものである。図9からは、θaが0°付近では、式5からも解るようにdθb/dθaはna/nbに近い値となっているのに対し、θaが臨界角θac=sin-1(nb/na)に近付くに従いdθb/dθaは非常に大きな値となっていることが分かる。
θb≒θa+α (式6)
となる。式6と式4よりθaをαで表すと
となる。式7と式5より、実施の形態1の発光モジュール1100における送信角度αと、θ1≒αとなる光軸近傍におけるdθb/dθaとの関係は、na=1.5、nb=1の場合、図14の実線のようになる。
θb≒(π/2)−α (式8)
であり、式8と式4よりθaをαで表すと
となる。式9と式5より、従来の発光モジュール200における送信角度αと、θ1≒αとなる光線におけるdθb/dθaとの関係は、図14の破線のようになる。
ここで、x、Zは、図15と同じく、それぞれ半径、サグであり、K、R、Aiは非球面の形状を決定する定数である。
dZ/dx<0 (式11)
であると表される。さらには、発光素子1101からの出射角θ0=0近傍でレンズ部材1103からの出射角度θ1=θ1maxとすることとスネルの法則からx=0付近で
となる。またさらに、式10の非球面式を用いる場合には、
であるから、x=0では、
または、
である。
と表される。式10の非球面式を用いる場合には、
である。
図21は、本願発明の実施の形態2における発光モジュールの構成を示す斜視図である。また図22は図21において2点鎖線で示した位置における断面図である。図21および図22において、図1A、図1Bおよび図2に示した実施の形態1における発光モジュール1100と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
1101 発光素子
1103 レンズ部材
1103a 屈折面
1104 封止部材
1105 基板
1105a,1105b 端子
1250 光空間伝送システム
1251 光空間送信器
1253 変調回路
1261 光空間受信器
1262 受光モジュール
1263 復調回路
2100 発光モジュール
2106 筐体
2107 筐体内部
Claims (7)
- 光を出射する発光素子と、
前記発光素子から出射された光を屈折させて出射する屈折面を有するレンズ部材とを備え、
前記レンズ部材は、前記レンズ部材から出射する光線の主光軸に対する角度をθ1とするとき、前記屈折面と前記主光軸が交わる点の近傍の屈折面から前記レンズ部材からの出射角度θ1が最大の光線が出射される、発光モジュール。 - 前記レンズ部材は、前記発光素子から出射する光線の主光軸に対する角度をθ0とするとき、前記発光素子からの出射角度θ0が小さい光線ほど前記レンズ部材からの出射角度θ1が大きくなる特性を有する、請求項1記載の発光モジュール。
- 前記レンズ部材は、前記発光素子から出射されて前記レンズ部材の屈折面に到達する光線と前記到達する点における前記屈折面の法線とのなす入射角度をθaとするとき、前記レンズ部材からの出射角度θ1が最大となる光線の前記入射角度θaは、前記レンズ部材からの出射角度θ1が最小となる光線の前記入射角度θaよりも小さくなるよう形成されている、請求項1記載の発光モジュール。
- 前記レンズ部材は、前記発光素子と前記主光軸とが交わる前記発光素子上の点から射出された光の光強度分布が、前記レンズ部材からの出射角度θ1がθ1minからθ1max(θ1min≦θ1max)の範囲でほぼ一定値となる特性を有する、請求項1記載の発光モジュール。
- 前記θ1maxは27°よりも小さい値である、請求項4記載の発光モジュール。
- 光を出射する発光素子と、
前記発光素子から出射された光を屈折させて出射する屈折面を有するレンズ部材とを備え、
前記レンズ部材は、前記レンズ部材から出射する光線の主光軸に対する角度をθ1とするとき、前記屈折面と前記主光軸が交わる点の近傍の屈折面から前記レンズ部材からの出射角度θ1が最大の光線が出射され、前記発光素子と前記主光軸とが交わる前記発光素子上の点から射出された光の光強度分布が、前記レンズ部材からの出射角度θ1がθ1minからθ1max(θ1min≦θ1max)の範囲でほぼ一定値となる特性を有する発光モジュールの設計方法であって、
前記レンズ部材の前記屈折面は、前記発光素子から出射する光線の主光軸に対する角度をθ0、前記発光素子からの出射角度θ0の最大値をθ0maxとするとき、前記発光素子と前記主光軸とが交わる前記発光素子上の点から射出された光線を
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010228283A JP5549519B2 (ja) | 2009-10-30 | 2010-10-08 | 発光モジュールおよびその設計方法 |
US12/911,863 US8226275B2 (en) | 2009-10-30 | 2010-10-26 | Optical emitting module |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009249797 | 2009-10-30 | ||
JP2009249797 | 2009-10-30 | ||
JP2010228283A JP5549519B2 (ja) | 2009-10-30 | 2010-10-08 | 発光モジュールおよびその設計方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011119662A true JP2011119662A (ja) | 2011-06-16 |
JP5549519B2 JP5549519B2 (ja) | 2014-07-16 |
Family
ID=43925262
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010228283A Expired - Fee Related JP5549519B2 (ja) | 2009-10-30 | 2010-10-08 | 発光モジュールおよびその設計方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8226275B2 (ja) |
JP (1) | JP5549519B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016200979A (ja) * | 2015-04-10 | 2016-12-01 | ホーチキ株式会社 | 煙感知器 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2459354B1 (en) * | 2009-07-30 | 2018-09-12 | Western Saw Manufacturers, Inc. | Chain bar assembly and method of forming same |
US20130126922A1 (en) * | 2011-11-21 | 2013-05-23 | Foxsemicon Integrated Technology, Inc. | Light emitting diode incorporating light converting material |
JP5962046B2 (ja) * | 2012-02-13 | 2016-08-03 | 日立工機株式会社 | チェンソー |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0252463U (ja) * | 1988-10-07 | 1990-04-16 | ||
JP2005174685A (ja) * | 2003-12-10 | 2005-06-30 | Koito Mfg Co Ltd | 局部照明灯 |
JP2006092983A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Enplas Corp | 発光装置、面光源装置、表示装置及び光束制御部材 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1114935A (ja) | 1997-06-27 | 1999-01-22 | Toshiba Corp | 光空間伝送装置 |
JP2005142447A (ja) | 2003-11-07 | 2005-06-02 | Sharp Corp | 発光装置,受光装置,電子機器およびレンズの製造方法 |
KR100853843B1 (ko) * | 2007-02-02 | 2008-08-22 | 삼성전기주식회사 | 초소형 컬러 디스플레이 장치 |
-
2010
- 2010-10-08 JP JP2010228283A patent/JP5549519B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2010-10-26 US US12/911,863 patent/US8226275B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0252463U (ja) * | 1988-10-07 | 1990-04-16 | ||
JP2005174685A (ja) * | 2003-12-10 | 2005-06-30 | Koito Mfg Co Ltd | 局部照明灯 |
JP2006092983A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Enplas Corp | 発光装置、面光源装置、表示装置及び光束制御部材 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016200979A (ja) * | 2015-04-10 | 2016-12-01 | ホーチキ株式会社 | 煙感知器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20110103069A1 (en) | 2011-05-05 |
US8226275B2 (en) | 2012-07-24 |
JP5549519B2 (ja) | 2014-07-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100638611B1 (ko) | 다중 렌즈 발광 다이오드 | |
JP5150047B2 (ja) | 照明パッケージ | |
US8251547B2 (en) | Emission device, surface light source device and display | |
KR100874556B1 (ko) | 깔때기 모양의 렌즈를 가진 발광 다이오드 스포트라이트 | |
JP5025612B2 (ja) | Led光源及びそれを用いた発光体 | |
TWI411123B (zh) | 發光裝置 | |
CN111129258A (zh) | 发光装置及发光模块 | |
JP2006309242A (ja) | 光学レンズ及びこれを用いた発光素子パッケージ及びバックライトユニット | |
JP2004186092A (ja) | 発光光源、発光光源アレイ及び当該発光光源を用いた機器 | |
KR20060112071A (ko) | 측면 발광용 렌즈 및 그를 이용한 발광 패키지 | |
CN111025743B (zh) | 光源模块及显示装置 | |
JP5549519B2 (ja) | 発光モジュールおよびその設計方法 | |
JP2016148849A (ja) | 表示装置 | |
KR101106176B1 (ko) | 경사형 led 패키지 및 그것을 포함하는 백라이트 유닛 | |
US7332747B2 (en) | Light-emitting diode for decoration | |
JP5538479B2 (ja) | Led光源及びそれを用いた発光体 | |
KR20060115564A (ko) | 조명 패키지 | |
CN214795194U (zh) | 电子设备以及透射分束器 | |
JP2009134883A (ja) | 導光板および平面照明装置 | |
JP2005142447A (ja) | 発光装置,受光装置,電子機器およびレンズの製造方法 | |
JP2012227537A (ja) | Led光源及びそれを用いた発光体 | |
JP6045626B2 (ja) | 照明ランプ | |
JP6639573B2 (ja) | 照明ランプ | |
WO2024117157A1 (ja) | 拡散板、発光デバイス及びセンサモジュール | |
JP2017118101A (ja) | Led発光装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130205 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20130313 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130828 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131203 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20140108 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140120 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140212 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140319 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20140417 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140422 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140505 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |