JP2011159948A - 光源の均一分布を改良する方法、及び、その構造 - Google Patents

Abstract

【課題】光源の均一分布を改良する方法、及び、その構造を提供する。
【解決手段】光源の均一分布を改良する方法、及び、その構造を提供する。本発明は、複数の光源チップを少なくとも一つの曲面の底座上に設置することにより、光源チップから射出する各光線が部分的に重複して、互いに配光パターンを補償し、均一で明るい光源を得ることが出来、よって、本発明は、別の光学素子を必要とすることなく、均一な光源を得ることが出来、効果的にコストを制御し、良好な発光効率を維持することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、光源の均一分布を改良する方法、及び、その構造に関するものである。

家庭や企業のセキュリティのために、赤外線撮影監視システムや識別システムは既に幅広く応用されている。一般には、複数のハイパワー発光ダイオードを照明光源とする。環境保護やエコロジーの風潮により、節エネや二酸化炭素削減の技術が不断に研究されて、更に多くの代替製品が開発されていて、レーザー光源も赤外線監視システムに応用されて、照明として使用されている。

一般に、赤外線監視システムや識別システム照明に使用されるハイパワー発光ダイオードの電力は約３００ワット必要であるが、レーザー光線を使用すれば、必要な電力は４０ワットまで低下しても、同様の照明効果が得られ、効果的に電力の使用を抑えて、節エネ、二酸化炭素削減の効果を達成する。

図１Aと図１Bを参照すると、公知のレーザー光源は、複数のレーザーチップ１００を平板１１０上に設置して構成されている。しかし、ハイパワー面発光型レーザーチップや端面発光型レーザーチップを使用するとき、出力される配光パターンの制限により、公知のレーザー光源の輝度分布は、図１Cで示されるような中央が暗いドーナツ型になり、光源明暗の不均一により、照明された物体のイメージが陰影を有する。人や車のナンバーの識別に応用するとき、このレーザー光源が識別システムの精確度に影響を与える恐れがある。通常、この光源不均一の問題は、拡散膜やその他の光学転換手段によりこの問題を克服しているが、この方式は、コストがかかり、また、光源の発光効率を低下させる。よって、どのように低コストと高発光効率を同時に達成して、光源の不均一現象を改良するかが重要な課題である。

上述の問題を解決するため、本発明は、光源の均一分布を改良する方法と構造を提供し、複数の光源チップを少なくとも一つの曲面上に設置することにより、光源チップが出す各光線が部分的に重なって、配光パターンが互いに補償し、均一で、明るい光源を得ることを目的とする。

本発明は、光源の均一分布を改良する方法と構造を提供し、別に光学素子を必要とせず、効果的にコストを抑制し、良好な発光効率を維持することをもう一つの目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明の一実施例による光源の均一分布を改良する方法は、少なくとも一つの曲面を有する底座を提供するステップと、複数の光源チップを曲面上に設置するステップと、からなる。

本発明のもう一つの実施例による光源の均一分布を改良する方法は、複数の光源チップを一つの曲面上に設置し、曲面は、少なくとも一つの凸曲面、又は、少なくとも一つの凹曲面を、単独で、又は、組み合わせて構成され、且つ、光源チップが出す光線が互いに補償し、ハローの生成を防止し、均一な光源を提供し、また、凸曲面、又は、凹曲面により、光源の均一分布の面積を制御することもできる。

本発明の更にもう一つの実施例による光源の均一分布を改良する構造は、少なくとも一つの曲面を有する底座と、底座の曲面上に設置される複数の光源チップと、からなる。

本発明は、別の光学素子を設置しなくても、均一な光源を得ることが出来、効果的にコストを抑制し、良好な発光効率を維持する。

公知のレーザー光源への応用を示す図である。 公知のレーザー光源への応用を示す図である。 公知のレーザー光源への応用を示す図である。 本発明の実施例によるフローチャート図である。 本発明の実施例によるフローチャート図である。 本発明の他の実施例を示す図である。 本発明の他の実施例を示す図である。 本発明の他の実施例を示す図である。 本発明の他の実施例を示す図である。

詳細な説明は以下のようであり、好ましい実施例は説明のためのものであり、本発明に限定するものではない。

図２は、本発明の実施例による光源の均一分布を改良する方法のフローチャート図である。図２で示されるように、少なくとも一つの曲面を有する底座を提供するステップ１０１と、複数の光源チップを曲面上に設置するステップ１０２と、からなる。光源チップは、発光ダイオードチップ又はレーザーチップから構成され、レーザーチップは面発光型レーザーチップ又は端面発光型レーザーチップである。

図３は、本発明の実施例による光源の均一分布の改良方法のフローチャート図で、ステップ１０３で、複数の光源チップを一曲面上に設置し、光源チップが出す光線が互いに補償して、ハローの生成を防止して、均一な光源を提供する。

前述二つの実施例中、光源チップは平坦表面に設置されるのではなく、一つの曲面上に設置される。本発明中、曲面は、少なくとも一つの凸曲面、又は、少なくとも一つの凹曲面を、単独で、又は、組み合わせて構成され、凸曲面、又は、凹曲面は、それぞれ、曲率を有する。曲率を有する曲面は、異なる位置の光源チップから出す光線に、異なる射出角度と配光パターンを有させて、例えば、ドーナツ形状になる配光パターンが互いに補償し、均一な光源を得る。

一実施例中、光源チップは不規則状に設置されるか、又は、規則アレイに設置される。一実施例中、光源チップは多辺形アレイに設置される。

図４A〜図４Cは、本発明の光源の均一分布を改良する構造の他の実施例を示す図である。この構造は、少なくとも一つの曲面を有する底座２０と、底座２０の曲面上に設置される複数の光源チップ１０と、からなる。一実施例中、光源チップ１０は、発光ダイオードチップ、又は、レーザーチップから構成され、レーザーチップは、面発光型レーザーチップ又は端面発光型レーザーチップである。

図４A〜図４Cで示されるように、他の実施例中、光源チップ１０が設置された曲面は、少なくとも一つの凸曲面、又は、少なくとも一つの凹曲面を、単独で、又は、組み合わせて構成され、凸曲面、又は、凹曲面は、それぞれ、曲率を有する。

図５を参照すると、一つの実施例中、光源チップ１０は規則アレイに設置される。一実施例中、光源チップ１０は多辺形アレイ、例えば、三角形、四角形、又は、その他に設置される。

上述に基づくと、本発明の特徴は、一つの曲面により光源チップの光線の射出角度を変化させ、これにより、光源チップ自身の配光パターンの欠陥、例えば、ドーナツ型の配光パターンである。互いの間の配光パターンが部分的に重なることにより、各配光パターンの欠陥を補償し、均一な光源を獲得する。光源チップの分布と曲面の曲率の大きさ、及び、位置に合わせて、最適な照明効果を達成する。曲面を提供する底座は、板状物、又は、任意の形の物体である。曲面は、光源チップが設置される前に、又は 光源チップが設置された後、外力により形成する。また、予め曲面を有する底座に成型するもよい。底座は金属やその他の材質の使用に限定されないが、金属材質自身は放熱性がいいので、別のファンや放熱設計は必要としない。理解できることは、本発明の設計は、各種照明装置や、均一な光源を必要とする光学器械や設備中に応用できることである。

上述を総合すると、本発明は、複数の光源チップを少なくとも一つの曲面上に設置することにより、光源チップが出す各光線が部分的に重なって、各配光パターンが互いに補償し、均一で、明るい光源を得ることができ、また、凸曲面、又は、凹曲面により、光源の均一分布の面積を制御することもでき、これにより、本発明は、別の光学素子を設置しなくても、均一な光源を得ることが出来、効果的にコストを抑制し、良好な発光効率を維持する。

本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

１０ 光源チップ
２０ 底座
１００ レーザーチップ
１１０ 平板
ステップ１０１ 少なくとも一つの曲面を有する底座を提供する
ステップ１０２ 複数の光源チップを曲面上に設置する
ステップ１０３ 複数の光源チップを曲面上に設置する

Claims (20)

1. 光源の均一分布を改良する構造であって、
   少なくとも一つの曲面を有する底座と、
   前記底座の前記曲面上に設置される複数の光源チップと、
   からなることを特徴とする光源の均一分布を改良する構造。
2. 前記曲面は、少なくとも一つの凸曲面、又は、少なくとも一つの凹曲面を、単独で、又は、組み合わせて構成されることを特徴とする請求項1に記載の光源の均一分布を改良する構造。
3. 前記凸曲面、又は、前記凹曲面は、それぞれ、曲率を有することを特徴とする請求項２に記載の光源の均一分布を改良する構造。
4. 前記光源チップは、発光ダイオードチップかレーザーチップから構成されることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の光源の均一分布を改良する構造。
5. 前記レーザーチップは、面発光型レーザーチップ又は端面発光型レーザーチップであることを特徴とする請求項４に記載の光源の均一分布を改良する構造。
6. 前記光源チップは、不規則に設置、又は、規則アレイに設置されることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の光源の均一分布を改良する構造。
7. 前記光源チップは、多辺形アレイに設置されることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の光源の均一分布を改良する構造。
8. 光源の均一分布を改良する方法であって、複数の光源チップを一つの曲面上に設置し、前記曲面は、少なくとも一つの凸曲面、又は、少なくとも一つの凹面を、単独で、又は、組み合わせて構成され、且つ、前記光源チップが出す光線は互いに補償して、ハローの生成を防止し、均一な光源を提供ことを特徴とする光源の均一分布を改良する方法。
9. 前記凸曲面、又は、前記凹曲面は、それぞれ、曲率を有することを特徴とする請求項８に記載の光源の均一分布を改良する方法。
10. 前記光源チップは、不規則に設置されるか、又は、規則的に設置されることを特徴とする請求項８または９に記載の光源の均一分布を改良する方法。
11. 前記光源チップは多辺形アレイに設置されることを特徴とする請求項８から１０の何れか１項に記載の光源の均一分布を改良する方法。
12. 前記光源チップは、発光ダイオードチップかレーザーチップから構成されることを特徴とする請求項８から１１の何れか１項に記載の光源の均一分布を改良する方法。
13. 前記レーザーチップは、面発光型レーザーチップ又は端面発光型レーザーチップであることを特徴とする請求項１２に記載の光源の均一分布を改良する方法。
14. 光源の均一分布を改良する方法であって、
    少なくとも一つの曲面を有する底座を提供するステップと、
    複数の光源チップを前記曲面上に設置するステップと、
    からなることを特徴とする光源の均一分布を改良する方法。
15. 前記曲面は、少なくとも一つの凸曲面か、又は、少なくとも一つの凹曲面を、単独で、又は、組み合わせて構成されることを特徴とする請求項１４に記載の光源の均一分布を改良する方法。
16. 前記凸曲面、又は、前記凹曲面は、それぞれ、曲率を有することを特徴とする請求項１５に記載の光源の均一分布を改良する方法。
17. 前記光源チップは、発光ダイオードチップかレーザーチップから構成されることを特徴とする請求項１４から１６の何れか１項に記載の光源の均一分布を改良する方法。
18. 前記レーザーチップは、面発光型レーザーチップ又は端面発光型レーザーチップであることを特徴とする請求項１７に記載の光源の均一分布を改良する方法。
19. 前記光源チップは、不規則に設置されるか、又は、規則的に設置されることを特徴とする請求項１４から１８の何れか１項に記載の光源の均一分布を改良する方法。
20. 前記光源チップは多辺形アレイに設置されることを特徴とする請求項１４から１９の何れか１項に記載の光源の均一分布を改良する方法。

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