JP2021072207A - 光源装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】所望の方向に選択的に光を照射できる光源装置を提供する。【解決手段】光源装置１００は、独立点灯可能な複数の発光装置と、複数の発光装置に対向して配置された第１レンズ１１と、第１レンズ１１に対向して配置された第２レンズ３１と、を備え、第１レンズ１１の複数の発光装置と対向する下面は、中央に配置され複数の発光装置からの光が入射する入射部１２と、入射部１２の外側に配置され入射部１２から入射する光を導光する導光部２１と、を備え、第２レンズ３１の第１レンズ１１と対向する下面は、複数の環状の凸部３４からなるフレネルレンズ面３２を備える。【選択図】図１
Description
本開示は、光源装置に関するものである。
発光ダイオード等の発光装置を用いた光源が幅広く使用されるようになっている。例えば、特許文献１には、携帯電話機のフラッシュに用いることができる小型の光源装置が開示されている。
本開示に係る実施形態は、所望の方向に選択的に光を照射できる光源装置を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本開示の実施形態に係る光源装置は、独立点灯可能な複数の発光装置と、前記複数の発光装置に対向して配置された第１レンズと、前記第１レンズに対向して配置された第２レンズと、を備え、前記第１レンズの前記複数の発光装置と対向する下面は、中央に配置され前記複数の発光装置からの光が入射する入射部と、前記入射部の外側に配置され前記入射部から入射する光を導光する導光部と、を備え、前記第２レンズの前記第１レンズと対向する下面は、複数の環状の凸部からなるフレネルレンズ面を備える。
また、本開示の実施形態に係る光源装置は、独立点灯可能な複数の発光装置と、前記複数の発光装置に対向して配置された第１レンズと、を備え、前記第１レンズの前記複数の発光装置と対向する下面は、下面の中央に配置され前記複数の発光装置からの光が入射する入射部と、前記入射部の外側に配置され前記入射部から入射する光を導光する導光部と、を備え、前記第１レンズの下面の反対側の上面は、複数の環状の凸部からなるフレネルレンズ面を備える。
本開示の実施形態に係る光源装置によれば、所望の方向に選択的に光を照射できる光源装置を提供することができる。
本発明の実施形態に係る光源装置について図面を参照しながら説明する。但し、以下に示す形態は、本実施形態の技術思想を具現化するための光源装置を例示するものであって、以下に限定するものではない。また、実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさ、位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。また、以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており詳細説明を適宜省略する。
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る光源装置１００は、図１、図３に示すように、独立点灯可能な複数の発光装置１ａ〜１ｉと、複数の発光装置１ａ〜１ｉに対向して配置された第１レンズ１１と、第１レンズ１１に対向して配置された第２レンズ３１と、を備え、第１レンズ１１の発光装置１ａ〜１ｉと対向する下面は、中央に配置され複数の発光装置１ａ〜１ｉからの光が入射する入射部１２と、入射部１２の外側に配置され入射部１２から入射する光を導光する導光部２１と、を備え、第２レンズ３１の第１レンズ１１と対向する下面は、複数の環状の凸部３４からなるフレネルレンズ面３２を備えている。
また、光源装置１００は、複数の発光装置１ａ〜１ｉが載置される基板４１と、第２レンズ３１に開口部５２を対向させて覆う筐体５１と、を備えていてもよい。第１レンズ１１は基板４１に固定されていることが好ましい。さらに、光源装置１００は、基板４１に固定された第１レンズ１１に、第２レンズ３１が固定されていることが好ましい。以下、光源装置の各構成について説明する。
第１実施形態に係る光源装置１００は、図１、図３に示すように、独立点灯可能な複数の発光装置１ａ〜１ｉと、複数の発光装置１ａ〜１ｉに対向して配置された第１レンズ１１と、第１レンズ１１に対向して配置された第２レンズ３１と、を備え、第１レンズ１１の発光装置１ａ〜１ｉと対向する下面は、中央に配置され複数の発光装置１ａ〜１ｉからの光が入射する入射部１２と、入射部１２の外側に配置され入射部１２から入射する光を導光する導光部２１と、を備え、第２レンズ３１の第１レンズ１１と対向する下面は、複数の環状の凸部３４からなるフレネルレンズ面３２を備えている。
また、光源装置１００は、複数の発光装置１ａ〜１ｉが載置される基板４１と、第２レンズ３１に開口部５２を対向させて覆う筐体５１と、を備えていてもよい。第１レンズ１１は基板４１に固定されていることが好ましい。さらに、光源装置１００は、基板４１に固定された第１レンズ１１に、第２レンズ３１が固定されていることが好ましい。以下、光源装置の各構成について説明する。
（発光装置）
複数の発光装置は、独立点灯可能に発光装置１ａ〜１ｉとして基板４１に載置される。図３に示すように、複数の発光装置１ａ〜１ｉは、全体として平面視で矩形状に配置されていることが好ましい。また、複数の発光装置１ａ〜１ｉは、２行２列以上の正方格子状又は長方格子状に配置されていることがさらに好ましい。例えば、発光装置は、４個あるいは９個を縦横に等間隔で整列して全体として平面視で矩形となる領域を形成することが好ましい。
図４Ａに示すように、発光装置１ａは、上面を発光面として、上面と反対側の下面を実装面として基板４１に載置される。発光装置１ａは、発光素子２と、発光素子２の上面に設けられた透光性部材４と、透光性部材４の上面を除いて、発光素子２の側面と透光性部材４の側面とを覆う被覆部材５とを含む。なお、図４Ｂに示すように、透光性部材４の側面は被覆部材５から露出していても構わない。発光素子２の上面と反対側の下面には正負の電極３が設けられていることが好ましい。また、発光装置１ａの平面視における形状は、例えば四角形が挙げられるが、円形、楕円形、三角形、六角形等の多角形であってもよい。なお、発光装置１ｂ〜１ｉにおいても、発光装置１ａと同一の構成である。また、複数の発光装置を基板４１に載置するのではなく、複数の発光素子２を備える１つの発光装置を基板４１に載置してもよい。例えば、透光性部材４を備える複数の発光素子２が縦横に等間隔で整列して、1つの発光装置として被覆部材５により一体に成形されていてもよい。この場合も複数の発光素子２は独立点灯可能に基板４１に載置される。
複数の発光装置は、独立点灯可能に発光装置１ａ〜１ｉとして基板４１に載置される。図３に示すように、複数の発光装置１ａ〜１ｉは、全体として平面視で矩形状に配置されていることが好ましい。また、複数の発光装置１ａ〜１ｉは、２行２列以上の正方格子状又は長方格子状に配置されていることがさらに好ましい。例えば、発光装置は、４個あるいは９個を縦横に等間隔で整列して全体として平面視で矩形となる領域を形成することが好ましい。
図４Ａに示すように、発光装置１ａは、上面を発光面として、上面と反対側の下面を実装面として基板４１に載置される。発光装置１ａは、発光素子２と、発光素子２の上面に設けられた透光性部材４と、透光性部材４の上面を除いて、発光素子２の側面と透光性部材４の側面とを覆う被覆部材５とを含む。なお、図４Ｂに示すように、透光性部材４の側面は被覆部材５から露出していても構わない。発光素子２の上面と反対側の下面には正負の電極３が設けられていることが好ましい。また、発光装置１ａの平面視における形状は、例えば四角形が挙げられるが、円形、楕円形、三角形、六角形等の多角形であってもよい。なお、発光装置１ｂ〜１ｉにおいても、発光装置１ａと同一の構成である。また、複数の発光装置を基板４１に載置するのではなく、複数の発光素子２を備える１つの発光装置を基板４１に載置してもよい。例えば、透光性部材４を備える複数の発光素子２が縦横に等間隔で整列して、1つの発光装置として被覆部材５により一体に成形されていてもよい。この場合も複数の発光素子２は独立点灯可能に基板４１に載置される。
発光素子２は、ＩＩＩ〜Ｖ族化合物半導体、ＩＩ〜ＶＩ族化合物半導体等の種々の半導体からなることが好ましい。半導体としては、ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）等の窒化物系半導体を使用することが好ましく、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＮ等も使用できる。
透光性部材４は、平面視形状が略矩形状の板状の部材であり、発光素子２の上面を覆うように設けられている。透光性部材４は、透光性の樹脂材料や、セラミックス、ガラス等の無機物を用いて形成することができる。樹脂材料としては、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることができる。また、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、メチルペンテン樹脂、ポリノルボルネン樹脂などの熱可塑性樹脂を用いることができる。特に、耐光性、耐熱性に優れるシリコーン樹脂又はその変性樹脂が好適である。なお、ここでの透光性とは、発光素子２からの光の６０％以上を透過し得る性質を指す。さらに、透光性部材４は、光拡散部材や発光素子２からの光の少なくとも一部を波長変換する蛍光体を含有してもよい。蛍光体を含有する透光性部材４としては、上述した樹脂材料、セラミックス、ガラス等に蛍光体を含有させたもの、蛍光体の焼結体等が挙げられる。また、透光性部材４は、樹脂、ガラス、セラミック等の成形体の下面に蛍光体や光拡散部材を含有する樹脂層を形成したものでもよい。
例えば、発光素子２として青色発光素子を用い、透光性部材４が黄色蛍光体を含むことにより白色光を発光する発光装置１が得られる。
透光性部材４に含まれる蛍光体としては、例えば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅで表されるＹＡＧ蛍光体やシリケートなどの黄色蛍光体、あるいは、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕで表されるＣＡＳＮ蛍光体やＫ２ＳｉＦ６：Ｍｎで表されるＫＳＦ蛍光体などの赤色蛍光体、を挙げることができる。
透光性部材4に含まれる光拡散部材としては、例えば、酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素などを用いることができる。
例えば、発光素子２として青色発光素子を用い、透光性部材４が黄色蛍光体を含むことにより白色光を発光する発光装置１が得られる。
透光性部材４に含まれる蛍光体としては、例えば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅで表されるＹＡＧ蛍光体やシリケートなどの黄色蛍光体、あるいは、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕで表されるＣＡＳＮ蛍光体やＫ２ＳｉＦ６：Ｍｎで表されるＫＳＦ蛍光体などの赤色蛍光体、を挙げることができる。
透光性部材4に含まれる光拡散部材としては、例えば、酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素などを用いることができる。
被覆部材５は、発光素子2及び透光性部材4の側面を被覆する部材であり、発光素子2及び透光性部材４の側面を直接的に又は間接的に被覆する。透光性部材4の上面は被覆部材5から露出し、発光装置１の発光面（つまり主たる光取出し面）を構成する。被覆部材５は、光取出し効率を向上させるために、光反射率の高い部材で構成されることが好ましい。被覆部材５は、例えば、白色顔料等の光反射性物質を含有する樹脂材料を用いることができる。光反射性物質としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、チタン酸バリウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素等が挙げられ、これらのうちの１種を単独で、又はこれらのうちの２種以上を組み合わせて使用することが好ましい。また、樹脂材料としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂材料を母材とすることが好ましい。
なお、被覆部材５は、必要に応じて可視光に対して透光性を有する部材で構成することとしてもよい。
なお、被覆部材５は、必要に応じて可視光に対して透光性を有する部材で構成することとしてもよい。
（第１レンズ）
第１レンズ１１は、発光装置１ａ〜１ｉの発光面に対向して配置される。第１レンズ１１は、複数の発光装置１ａ〜１ｉからの光を集光し、第２レンズ３１側に出射するものである。第１レンズ１１としては、例えばコリメータレンズが挙げられる。第１レンズ１１は、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂で形成されることが好ましい。なお、第１レンズ１１の形状は、平面視で円形や楕円形であることが好ましく、四角形や六角形等の多角形であってもよい。
第１レンズ１１は、複数の発光装置１ａ〜１ｉと対向する下面側に、中央に配置され発光装置１ａ〜１ｉからの光が入射する入射部１２と、入射部１２の外側に同心円状に配置され入射部１２から入射する光を導光する導光部２１を備える。また、光源装置１００を携帯電話機のフラッシュ光源として利用した際、一般的なカメラの撮影範囲が矩形状であることを考慮して、第１レンズ１１は、その下面が平面視で４回回転対称形状であることが好ましい。また、第１レンズ１１の下面は、平面視で２回回転対称形状であってもよい。
第１レンズ１１は、発光装置１ａ〜１ｉの発光面に対向して配置される。第１レンズ１１は、複数の発光装置１ａ〜１ｉからの光を集光し、第２レンズ３１側に出射するものである。第１レンズ１１としては、例えばコリメータレンズが挙げられる。第１レンズ１１は、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂で形成されることが好ましい。なお、第１レンズ１１の形状は、平面視で円形や楕円形であることが好ましく、四角形や六角形等の多角形であってもよい。
第１レンズ１１は、複数の発光装置１ａ〜１ｉと対向する下面側に、中央に配置され発光装置１ａ〜１ｉからの光が入射する入射部１２と、入射部１２の外側に同心円状に配置され入射部１２から入射する光を導光する導光部２１を備える。また、光源装置１００を携帯電話機のフラッシュ光源として利用した際、一般的なカメラの撮影範囲が矩形状であることを考慮して、第１レンズ１１は、その下面が平面視で４回回転対称形状であることが好ましい。また、第１レンズ１１の下面は、平面視で２回回転対称形状であってもよい。
入射部１２は、第１レンズ１１の下面に形成され、平面視で複数の発光装置１ａ〜１ｉを内包する大きさで形成された凹部である。入射部１２は、凹部の底面の形状が平面視で四角形が好ましく、円形、楕円形、三角形、四角形、六角形等であってもよい。また、凹部の底面は、ここではフレネルレンズ面に形成されていることが好ましい。つまり、入射部１２は、中央に配置され発光装置１ａ〜１ｉ側に凸の下面凸部１４と、下面凸部１４の周囲に同心円状に配置され発光装置１ａ〜１ｉ側に凸状の角部１６を備えていることが好ましい。さらに、角部１６は、下面凸部１４の周囲に同心円状に連続して又は断続して配置されることが好ましい。角部１６は、ここでは、一周の同心円形状に形成されているが複数周となるように形成してもよい。角部１６を備えることによって、下面凸部１４の半径を小さくできるため、発光装置１ａ〜１ｉからの光をより取り入れることができ、集光性が向上する。なお、凹部の内側面２２は、平坦面であることが好ましいが、湾曲面であってもよい。
導光部２１は、第１レンズ１１の下面側において、入射部１２の外側に配置される。導光部２１は入射部１２から入射した光を反射する傾斜面２３を有する。導光部２１は、入射部１２の周囲に同心円形状に連続して又は断続して環状に形成されていることが好ましい。これにより、発光装置１ａ〜１ｉから出射される光のうち、出射角が大きく所望の照射範囲外に向かって出射される光を導光部２１により集光することが可能となり、光取り出し効率を向上することができる。傾斜面２３の光軸に対する傾斜角度は、発光装置１ａ〜１ｉからの光を集光入射でき、反射できる角度に適宜設定される。
第１レンズ１１の上面は、中央に配置され第２レンズ３１側に凸の上面凸部１７と、上面凸部１７の周囲に配置され、上面凸部１７に連続する上面凹部１８を介して配置される平坦部１９とを有していることが好ましい。そして、上面凹部１８は、上面凸部１７の周囲に同心円状に凹環面状に形成されることが好ましい。また、上面凸部１７は、平面視で下面凸部１４よりも大きく形成されていることが好ましい。第１レンズ１１が上面凸部１７を有することによって、入射部１２の下面凸部１４及び／又は角部１６から入射された光を第２レンズ側に取り出しやすくすることができる。また、第１レンズ１１が上面凹部１８を有することによって、傾斜面２３で反射された光を第２レンズ側に取り出しやすくすることができる。さらに上面凹部１８を有することで、傾斜面２３の光軸に対する傾斜角度をより小さくすることができる。これにより、第１レンズ１１のレンズ径を小さくすることができ、それに伴い第２レンズ３１のレンズ径も小さくすることができる。さらに、それに伴い、筐体５１の開口部５２の径を小さくすることができる。これにより、開口部５２の内部が視認されにくくなり、外観の見映えを向上させることができる。
なお、第１レンズ１１は、図５に示すように、入射部１２と導光部２１とを有する第１本体部２４と、第１本体部２４の外縁から側方に延びる第１側縁部２５とを備える。第１側縁部２５は、第１上部領域２５ａと、第１上部領域２５ａから基板４１側に延びる第１脚領域２５ｂとを備えることが好ましい。第１側縁部２５は、第１本体部２４の外縁から側方に延在して第１本体部２４を囲むように環状に形成されている。第１上部領域２５ａは、上部が平坦に形成されており、第１本体部２４の上面凸部１７の上端と同じ高さになるように形成されている。第１脚領域２５ｂは、一例として第１上部領域２５ａの側方に連続して筒形状に形成されている。これにより、第１レンズ１１は、第１側縁部２５の第１脚領域２５ｂの下面と基板４１の上面とが接着部材６１を介して固定することができると共に、第１側縁部２５の第１上部領域２５ａの上面と第２レンズ３１の下面とが接着部材６１を介して固定することができる。ここで、接着部材６１は、接着テープ等の公知の接着材を使用することができる。第１レンズ１１は、第１本体部２４及び第１側縁部２５とが、一例として、同じ部材から加工して一体に形成されている。なお、第１本体部２４及び第１側縁部２５とは異なる材料から形成されていてもよく、例えば、第１本体部２４は、光を透過する樹脂あるいはガラス材で形成され、第１側縁部２５をアルミニウム合金等の金属で形成することとしても構わない。
（第２レンズ）
第２レンズ３１は、第１レンズ１１に対向して配置され、第１レンズ１１から出射された光を屈折させて所望の照射範囲内に出射するものである。第２レンズ３１は、第１レンズ１１と同様に、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の透光性樹脂で形成されることが好ましい。なお、第２レンズ３１の外形形状は、平面視で円形や楕円形であることが好ましく、四角形や六角形等の多角形であってもよい。
第２レンズ３１は、フレネルレンズのような凸レンズ又は凹レンズであることが好ましい。第２レンズ３１は、第１レンズ１１と対向する下面には複数の環状の凸部３４からなるフレネルレンズ面３２を備える。フレネルレンズ面３２は、第１レンズ１１側に凸の中央凸部３３と、中央凸部３３の外側に同心円状に配置され第１レンズ１１側に凸状となる複数の環状の凸部３４と、を備える。複数の環状の凸部３４は、平面視で中央凸部３３に対して同心状に配置され、中央凸部３３の形状に沿って環状となる形状に形成されることが好ましい。つまり、中央凸部３３が平面視で円形であれば、凸部３４は平面視が円環状に形成され、中央凸部３３が平面視で矩形であれば、凸部３４は平面視が矩形環状に形成される。フレネルレンズ面３２は、平面視で第１レンズ１１の入射部１２及び導光部２１を内包する大きさに形成されていることが好ましい。
第２レンズ３１は、第１レンズ１１に対向して配置され、第１レンズ１１から出射された光を屈折させて所望の照射範囲内に出射するものである。第２レンズ３１は、第１レンズ１１と同様に、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の透光性樹脂で形成されることが好ましい。なお、第２レンズ３１の外形形状は、平面視で円形や楕円形であることが好ましく、四角形や六角形等の多角形であってもよい。
第２レンズ３１は、フレネルレンズのような凸レンズ又は凹レンズであることが好ましい。第２レンズ３１は、第１レンズ１１と対向する下面には複数の環状の凸部３４からなるフレネルレンズ面３２を備える。フレネルレンズ面３２は、第１レンズ１１側に凸の中央凸部３３と、中央凸部３３の外側に同心円状に配置され第１レンズ１１側に凸状となる複数の環状の凸部３４と、を備える。複数の環状の凸部３４は、平面視で中央凸部３３に対して同心状に配置され、中央凸部３３の形状に沿って環状となる形状に形成されることが好ましい。つまり、中央凸部３３が平面視で円形であれば、凸部３４は平面視が円環状に形成され、中央凸部３３が平面視で矩形であれば、凸部３４は平面視が矩形環状に形成される。フレネルレンズ面３２は、平面視で第１レンズ１１の入射部１２及び導光部２１を内包する大きさに形成されていることが好ましい。
なお、第２レンズ３１は、図１、図６に示すように、第１レンズ側にフレネルレンズ面３２を有すると共に、フレネルレンズ面３２の反対側に筐体５１の開口部５２に対向する平坦面３６を有する第２本体部３７と、第２本体部３７の外縁から側方に延びる第２側縁部３８とを備えることが好ましい。なお、第２側縁部３８は、第２本体部３７の外縁から第１レンズ１１側に延びる第２脚領域３８ａと、第２脚領域３８ａの下端に連続して側方に延びる第２取付領域３８ｂとを備えることが好ましい。平坦面３６は、平面視でフレネルレンズ面３２と同等以上の大きさで形成され、筐体５１の開口部５２に第２本体部３７が挿入された際には、筐体５１の上面と同じ高さになるように形成されている。また、第２レンズ３１は、平坦面３６の表面に、シボ加工や微細な凹凸が施されていてもよい。
第２側縁部３８は、第２本体部３７の外縁から側方に延在させて環状に形成され、上面は平坦面３６と同一面となるように形成されている。第２脚領域３８ａは、下端面がフレネルレンズ面３２の下面よりも下方に位置するように形成されている。第２取付領域３８ｂは、第２脚領域３８ａの下部側面から側方に延在させて環状に形成されている。第２取付領域３８ｂは、下端が平坦に形成され、第２脚領域３８ａの下端と同一平面となるように形成されている。そして、第２取付領域３８ｂは、第１レンズ１１の第１上部領域２５ａに対面するように配置されていることが好ましい。これにより、第１側縁部２５の上面と前記第２側縁部３８の下面とを接着部材６１を介して固定することができる。なお、第２レンズ３１では、第１レンズ１１の第１上部領域２５ａよりも中心側に第２脚領域３８ａが形成されている。つまり、図２に示すように、平面視において、第２レンズ３１は第１レンズ１１を内包するように固定されている。
第２レンズ３１は、第２脚領域３８ａの下面がフレネルレンズ面３２よりも下方に位置することによって、第１レンズ１１の第１本体部２４と第２レンズ３１の第２本体部３７とを離間して配置することができる。それにより、第１レンズ１１と第２レンズ３１の干渉を抑制することができる。
また、第２レンズ３１では、筐体５１の開口部５２に第２本体部３７の平坦面３６が露出するように挿入されると共に、開口部５２の内周面に第２脚領域３８ａの外周面が当接するように設置されることが好ましい。また、光源装置１００では、第２レンズ３１の第２側縁部３８の下面と、第１レンズ１１の第１側縁部２５の上面とが接着部材６１を介して固定されていることが好ましい。
また、第２レンズ３１では、筐体５１の開口部５２に第２本体部３７の平坦面３６が露出するように挿入されると共に、開口部５２の内周面に第２脚領域３８ａの外周面が当接するように設置されることが好ましい。また、光源装置１００では、第２レンズ３１の第２側縁部３８の下面と、第１レンズ１１の第１側縁部２５の上面とが接着部材６１を介して固定されていることが好ましい。
（基板）
基板４１は、複数の発光装置１ａ〜１ｉが載置されるもので、表面及び／又は内部に配置された配線４２を備えて構成されていることが好ましい。基板４１では、配線４２と発光装置１ａ〜１ｉの正負の電極３とを導電性接着部材６２を介して接続することによって、基板４１と発光装置１ａ〜１ｉとを電気的に接続する。なお、基板４１の配線４２は、発光装置１ａ〜１ｉの電極３の構成、大きさに応じて構成、大きさ等が設定される。
基板４１は、複数の発光装置１ａ〜１ｉが載置されるもので、表面及び／又は内部に配置された配線４２を備えて構成されていることが好ましい。基板４１では、配線４２と発光装置１ａ〜１ｉの正負の電極３とを導電性接着部材６２を介して接続することによって、基板４１と発光装置１ａ〜１ｉとを電気的に接続する。なお、基板４１の配線４２は、発光装置１ａ〜１ｉの電極３の構成、大きさに応じて構成、大きさ等が設定される。
基板４１は、絶縁性材料を用いることが好ましく、かつ、発光装置１ａ〜１ｉから出射される光や外光などを透過しにくい材料を用いることが好ましく、ある程度の強度を有する材料を用いることが好ましい。具体的には、基板４１は、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライト等のセラミックス、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ＢＴレジン（bismaleimide triazine resin）、ポリフタルアミド等の樹脂で構成することができる。
配線４２は、銅、鉄、ニッケル、タングステン、クロム、アルミニウム、銀、金、チタン、パラジウム、ロジウム又はこれらの合金等で構成することができる。また、配線４２の表層には、導電性接着部材６２の濡れ性及び／又は光反射性等の観点から、銀、白金、アルミニウム、ロジウム、金又はこれらの合金等の層が設けられていてもよい。
（筐体）
筐体５１は、第２レンズ３１に開口部５２を対向させて覆うもので、例えば、光源装置１００をフラッシュ光源として用いる携帯電話機の筐体の一部であってもよい。開口部５２は、第２レンズ３１の第２本体部３７の平坦面３６が露出するように、第２本体部３７よりも大きく形成されていることが好ましい。また、筐体５１は、基板４１と固定されるための脚部５３を備えていてもよい。さらに、筐体５１は、遮光部材からなることが好ましく、光源装置１００から出射される光の配光方向を制限できるように、例えば、光反射部材、光吸収部材等のフィラーを含有させた樹脂材料等により構成することが好ましい。開口部５２の形状は、平面視で円形、楕円形、三角形、四角形、六角形等が挙げられる。
筐体５１は、第２レンズ３１に開口部５２を対向させて覆うもので、例えば、光源装置１００をフラッシュ光源として用いる携帯電話機の筐体の一部であってもよい。開口部５２は、第２レンズ３１の第２本体部３７の平坦面３６が露出するように、第２本体部３７よりも大きく形成されていることが好ましい。また、筐体５１は、基板４１と固定されるための脚部５３を備えていてもよい。さらに、筐体５１は、遮光部材からなることが好ましく、光源装置１００から出射される光の配光方向を制限できるように、例えば、光反射部材、光吸収部材等のフィラーを含有させた樹脂材料等により構成することが好ましい。開口部５２の形状は、平面視で円形、楕円形、三角形、四角形、六角形等が挙げられる。
光源装置１００では、第１レンズ１１と第２レンズ３１とを組み合わせることによって、複数の発光装置１ａ〜１ｉの点灯配置に対応した所望の方向に光を照射できる。
例えば、図７Ａに示すように、平面視で矩形形状に配置された複数の発光装置のうち、矩形の中心部に配置された１つの発光装置１ｅが点灯した際には、図７Ｂに示すように、主に第１レンズ１１の下面凸部１４を通過する光が、上面凸部１７及び第２レンズ３１で屈折されて、所定の照射範囲の矩形中心部に照射される。なお、図７Ｃに、矩形中心部に配置された発光素子点灯時の照度分布を示す。また、図８Ａに示すように、複数の発光装置のうち、矩形の角部を除く端部に配置された１つの発光装置１ｂが点灯した際には、図８Ｂに示すように、主に第１レンズ１１の下面凸部１４及び導光部２１を通過する光が、上面凸部１７、上面凹部１８及び第２レンズ３１で屈折されて、所定の照射範囲の角部を除く矩形端部に照射される。なお、図８Ｃに、角部を除く矩形端部に配置された発光素子点灯時の照度分布を示す。さらに、図９Ａに示すように、複数の発光装置のうち、矩形の角部に配置された１つの発光装置１ｃが点灯した際には、図９Ｂに示すように、主に第１レンズ１１の下面凸部１４及び導光部２１を通過する光が、上面凸部１７、上面凹部１８及び第２レンズ３１で屈折されて、所定の照射範囲の矩形角部に照射される。なお、図９Ｃに、矩形角部に配置された発光素子点灯時の照度分布を示す。
さらに、複数の発光装置１ａ〜１ｉを全灯点灯させる際には、各発光装置の出力を個別に調整することで、限られた電力内で、任意の照度分布を作り出すことが可能となる。
例えば、図７Ａに示すように、平面視で矩形形状に配置された複数の発光装置のうち、矩形の中心部に配置された１つの発光装置１ｅが点灯した際には、図７Ｂに示すように、主に第１レンズ１１の下面凸部１４を通過する光が、上面凸部１７及び第２レンズ３１で屈折されて、所定の照射範囲の矩形中心部に照射される。なお、図７Ｃに、矩形中心部に配置された発光素子点灯時の照度分布を示す。また、図８Ａに示すように、複数の発光装置のうち、矩形の角部を除く端部に配置された１つの発光装置１ｂが点灯した際には、図８Ｂに示すように、主に第１レンズ１１の下面凸部１４及び導光部２１を通過する光が、上面凸部１７、上面凹部１８及び第２レンズ３１で屈折されて、所定の照射範囲の角部を除く矩形端部に照射される。なお、図８Ｃに、角部を除く矩形端部に配置された発光素子点灯時の照度分布を示す。さらに、図９Ａに示すように、複数の発光装置のうち、矩形の角部に配置された１つの発光装置１ｃが点灯した際には、図９Ｂに示すように、主に第１レンズ１１の下面凸部１４及び導光部２１を通過する光が、上面凸部１７、上面凹部１８及び第２レンズ３１で屈折されて、所定の照射範囲の矩形角部に照射される。なお、図９Ｃに、矩形角部に配置された発光素子点灯時の照度分布を示す。
さらに、複数の発光装置１ａ〜１ｉを全灯点灯させる際には、各発光装置の出力を個別に調整することで、限られた電力内で、任意の照度分布を作り出すことが可能となる。
また、光源装置１００では、出射面（トップ面）側に配置される第２レンズ３１がフレネルレンズ面３２を備えることで、光源装置１００の内部の発光装置１ａ〜１ｉを外部から視認しにくくすることができ、外観の見映えを向上させることができる。
光源装置１００では、前記したように第１レンズ１１を基板４１に固定し、基板４１に固定された第１レンズ１１に、筐体５１の開口部５２に第２本体部３７を挿入した第２レンズ３１を固定する。そのため、光源装置１００を携帯電話機等のフラッシュ光源として利用した際、光源装置１００の装置厚みＨ１を薄くすることが可能となる。その結果、携帯電話機の薄型化に貢献できる。
＜第２実施形態＞
図１０は、第２実施形態に係る光源装置の構成を模式的に示す断面図である。
第２実施形態に係る光源装置１００Ａは、第２レンズ３１が筐体５１に固定されていること、第１レンズ１１Ａの第１側縁部２５が実質的に第１上部領域２５ａのみからなること以外は、第１実施形態に係る光源装置１００と同一の構成を備える。以下、光源装置１００と異なる部分を中心に説明し、同一の構成については適宜省略する。
図１０は、第２実施形態に係る光源装置の構成を模式的に示す断面図である。
第２実施形態に係る光源装置１００Ａは、第２レンズ３１が筐体５１に固定されていること、第１レンズ１１Ａの第１側縁部２５が実質的に第１上部領域２５ａのみからなること以外は、第１実施形態に係る光源装置１００と同一の構成を備える。以下、光源装置１００と異なる部分を中心に説明し、同一の構成については適宜省略する。
光源装置１００Ａは、複数の発光装置１ａ〜１ｉが載置される基板４１と、第２レンズ３１に開口部５２を対向させて覆う筐体５１と、第２レンズ３１に対向して配置される第１レンズ１１Ａとを備えている。そして、第１レンズ１１Ａは、入射部１２と導光部２１とを有する第１本体部２４と、第１本体部２４の外縁から側方に延びる第１側縁部２５Ａとを備えている。また、第１側縁部２５Ａは、第１上部領域２５ａを有している。そして、第１レンズ１１Ａは、第１上部領域２５ａに接着部材６１を介して第２レンズ３１の第２取付領域３８ｂに接続されており、基板４１と離間して配置されている。そのため、第１レンズ１１Ａ及び第２レンズ３１を接合した状態で筐体５１に取り付けることができるので、製造作業効率を向上させることができる。また、第１レンズ１１Ａ及び第２レンズ３１は、光軸を筐体５１に取り付ける前に整合させることができ、位置関係の調整作業が容易になり、第１レンズ１１Ａの光軸と第２レンズ３１の光軸とのズレを抑制することができる。さらに、レンズ同士のズレにより生じる外観の見た目の悪化を抑制することができる。
＜第３実施形態＞
図１１は、第３実施形態に係る光源装置の構成を模式的に示す断面図である。
第３実施形態に係る光源装置１００Ｂは、第１レンズ１１が基板４１に固定され、第２レンズ３１が筐体５１に固定されていること、第１レンズ１１と第２レンズ３１とが互いに固定されていないこと以外は、第１実施形態に係る光源装置１００と同一の構成を備える。
図１１は、第３実施形態に係る光源装置の構成を模式的に示す断面図である。
第３実施形態に係る光源装置１００Ｂは、第１レンズ１１が基板４１に固定され、第２レンズ３１が筐体５１に固定されていること、第１レンズ１１と第２レンズ３１とが互いに固定されていないこと以外は、第１実施形態に係る光源装置１００と同一の構成を備える。
光源装置１００Ｂは、第２レンズ３１の第２取付領域３８ｂの上面に接着部材６１を介して筐体下面５１ａに第２レンズ３１を取り付けると共に、第１レンズ１１の第１脚領域２５ｂの下面に接着部材６１を介して第１レンズ１１を基板４１に取り付けている。このように光源装置１００Ｂでは、第１レンズ１１を基板４１に取り付け、第２レンズ３１を筐体５１に取り付けることで、製造作業の手順において融通性を高めることができる。
＜第４実施形態＞
図１２は、第４実施形態に係る光源装置の構成を模式的に示す断面図である。
第４実施形態に係る光源装置１００Ｃは、筐体５１の開口部５２に透明部材５４が組み込まれていること、第２レンズ３１Ｃの第２側縁部３８Ｃが実質的に第２脚領域３８ａのみからなること以外は、第１実施形態に係る光源装置１００と同一の構成を備える。なお、透明部材５４は、ガラス、透明樹脂等から構成されることが好ましい。
図１２は、第４実施形態に係る光源装置の構成を模式的に示す断面図である。
第４実施形態に係る光源装置１００Ｃは、筐体５１の開口部５２に透明部材５４が組み込まれていること、第２レンズ３１Ｃの第２側縁部３８Ｃが実質的に第２脚領域３８ａのみからなること以外は、第１実施形態に係る光源装置１００と同一の構成を備える。なお、透明部材５４は、ガラス、透明樹脂等から構成されることが好ましい。
光源装置１００Ｃは、複数の発光装置１ａ〜１ｉが載置される基板４１と、開口部５２を有する筐体５１と、第１レンズ１１と、第２レンズ３１Ｃと、を備え、開口部５２に透明部材５４が組み込まれている。そして、光源装置１００Ｃは、透明部材５４の中心に第１レンズ１１の中心及び第２レンズ３１の中心が配置されている。なお、第２レンズ３１Ｃは、フレネルレンズ面３２を有すると共に、フレネルレンズ面３２の反対側に平坦面３６を有する第２本体部３７と、第２本体部３７の外縁から側方に延びる第２側縁部３８Ｃとを備えている。
そして、第２側縁部３８Ｃとして、第２本体部３７の外縁から側方に延びる第２脚領域３８ａを備えている。第２脚領域３８ａは、下端面がフレネルレンズ面３２よりも下方に位置するように形成されている。また、第２脚領域３８ａは、第２本体部３７の外縁に筒状に形成されている。第２脚領域３８ａは、その下端面を第１レンズ１１の第１上部領域２５ａに対面するように形成している。
第２レンズ３１Ｃは、第２脚領域３８ａの上面に接着部材６１を介して筐体５１の筐体下面５１ａに接続されると共に、第２脚領域３８ａの下端面に接着部材６１を介して第１レンズ１１の第１上部領域２５ａに接続される。また、第１レンズ１１は、基板４１の上面と第１脚領域２５ｂの下面とが接着部材６１を介して固定される。
そして、第２側縁部３８Ｃとして、第２本体部３７の外縁から側方に延びる第２脚領域３８ａを備えている。第２脚領域３８ａは、下端面がフレネルレンズ面３２よりも下方に位置するように形成されている。また、第２脚領域３８ａは、第２本体部３７の外縁に筒状に形成されている。第２脚領域３８ａは、その下端面を第１レンズ１１の第１上部領域２５ａに対面するように形成している。
第２レンズ３１Ｃは、第２脚領域３８ａの上面に接着部材６１を介して筐体５１の筐体下面５１ａに接続されると共に、第２脚領域３８ａの下端面に接着部材６１を介して第１レンズ１１の第１上部領域２５ａに接続される。また、第１レンズ１１は、基板４１の上面と第１脚領域２５ｂの下面とが接着部材６１を介して固定される。
光源装置１００Ｃでは、保護部材として透明部材５４を備えているので、第２レンズ３１の平坦面３６が、筐体５１外部に露出することがなく劣化が抑制される。また、光源装置１００Ｃを携帯電話機のフラッシュ光源として利用した際、発光装置１ａ〜１ｉとの間に透明部材５４、第２レンズ３１及び第１レンズ１１を介することになり、外部から、光源装置１００Ｃの内部の発光装置１ａ〜１ｉを視認しにくくすることができ、外観の見映えを向上させることができる。さらに、光源装置１００Ｃは、接着部材６１により接着される箇所が多いため、衝撃による位置ずれ等が防止される。
＜第５実施形態＞
図１３は、第５実施形態に係る光源装置１００Ｄの構成を模式的に示す断面図である。
第５実施形態に係る光源装置１００Ｄは、第２レンズ３１Ｃが筐体５１に固定されていること、第１レンズ１１Ａの第１側縁部２５Ａが実質的に第１上部領域２５ａのみからなること以外は、第４実施形態に係る光源装置１００Ｃと同一の構成を備える。
図１３は、第５実施形態に係る光源装置１００Ｄの構成を模式的に示す断面図である。
第５実施形態に係る光源装置１００Ｄは、第２レンズ３１Ｃが筐体５１に固定されていること、第１レンズ１１Ａの第１側縁部２５Ａが実質的に第１上部領域２５ａのみからなること以外は、第４実施形態に係る光源装置１００Ｃと同一の構成を備える。
光源装置１００Ｄは、複数の発光装置１ａ〜１ｉが載置される基板４１と、第２レンズ３１Ｃに開口部５２が対向するように覆う筐体５１と、第２レンズ３１Ｃに対向して配置される第１レンズ１１Ａと、を備え、開口部５２に透明部材５４が組み込まれている。そして、第１レンズ１１Ａが、入射部１２と導光部２１とを有する第１本体部２４と、第１本体部２４の外縁から側方に延びる第１側縁部２５Ａとを備えている。また、第１側縁部２５Ａは、実質的に第１上部領域２５ａのみから形成されている。さらに、第２レンズ３１Ｃは、フレネルレンズ面３２を有すると共に、フレネルレンズ面３２の反対側に平坦面３６を有する第２本体部３７と、第２本体部３７の外縁から側方に延びる第２側縁部３８Ｃとを備えている。そして、第２側縁部３８Ｃは、第２本体部３７の外縁から側方に延びる第２脚領域３８ａを備えている。
さらに、第２レンズ３１Ｃは、透明部材５４に第２本体部３７の平坦面３６が対向するように、開口部５２の周縁の筐体下面５１ａと第２脚領域３８ａの上面とが接着部材６１を介して固定されている。また、第２レンズ３１Ｃは、第２側縁部３８Ｃの第２脚領域３８ａの下面と、第１レンズ１１Ａの第１側縁部２５Ａの第１上部領域２５ａの上面とが接着部材６１を介して固定されている。なお、第１レンズ１１Ａ及び第２レンズ３１Ｃは、透明部材５４の中心と、第１レンズ１１Ａの光軸中心と第２レンズ３１Ｃの光軸中心とが揃うように配置されることが好ましい。
光源装置１００Ｄでは、第１レンズ１１Ａ及び第２レンズ３１Ｃを接着部材６１により接着した状態で筐体５１の筐体下面５１ａに接着部材６１を介して透明部材５４に対面して筐体５１に設置でき、作業効率がよい。
さらに、開口部５２の位置に合わせて、接着された第１レンズ１１Ａ及び第２レンズ３１Ｃの位置関係の調整が容易にできることで、開口部５２とのズレを抑制することができ、ズレによる外観の見た目の悪化を抑制することができる。
光源装置１００Ｄでは、第１レンズ１１Ａ及び第２レンズ３１Ｃを接着部材６１により接着した状態で筐体５１の筐体下面５１ａに接着部材６１を介して透明部材５４に対面して筐体５１に設置でき、作業効率がよい。
さらに、開口部５２の位置に合わせて、接着された第１レンズ１１Ａ及び第２レンズ３１Ｃの位置関係の調整が容易にできることで、開口部５２とのズレを抑制することができ、ズレによる外観の見た目の悪化を抑制することができる。
＜第６実施形態＞
図１４は、第６実施形態に係る光源装置１００Ｅの構成を模式的に示す断面図である。
第６実施形態に係る光源装置１００Ｅは、第１レンズ１１が基板４１に固定され、第２レンズ３１Ｅが筐体５１に固定されていること、第２レンズ３１の第２側縁部３８Ｅが実質的に第２脚領域３８ａのみからなること、接着部材６１による接着箇所が異なる以外は、第４実施形態に係る光源装置１００Ｃと同一の構成を備える。
図１４は、第６実施形態に係る光源装置１００Ｅの構成を模式的に示す断面図である。
第６実施形態に係る光源装置１００Ｅは、第１レンズ１１が基板４１に固定され、第２レンズ３１Ｅが筐体５１に固定されていること、第２レンズ３１の第２側縁部３８Ｅが実質的に第２脚領域３８ａのみからなること、接着部材６１による接着箇所が異なる以外は、第４実施形態に係る光源装置１００Ｃと同一の構成を備える。
光源装置１００Ｅは、複数の発光装置１ａ〜１ｉが載置される基板４１と、第２レンズ３１Ｅに開口部５２を対向させて覆う筐体５１と、第２レンズ３１Ｅに対向して配置される第１レンズ１１とを備え、開口部５２に透明部材５４が組み込まれている。そして、第１レンズ１１が、入射部１２と導光部２１とを有する第１本体部２４と、第１本体部２４の外縁から側方に延びる第１側縁部２５とを備え、第１側縁部２５が、第１本体部２４の外縁から側方に延びる第１上部領域２５ａと、第１上部領域２５ａから基板４１側に延びる第１脚領域２５ｂとを備えている。
また、第２レンズ３１Ｅは、フレネルレンズ面３２を有すると共に、フレネルレンズ面３２の反対側に平坦面３６を有する第２本体部３７と、第２本体部３７の外縁から側方に延びる第２側縁部３８とを備えている。そして、第２レンズ３１Ｅは、透明部材５４に第２本体部３７の平坦面３６が対向するように配置されている。また、第２側縁部３８Ｅにおいて、第２脚領域３８ａの下面はフレネルレンズ面３２より上方に位置する。第２脚領域３８ａは、第２本体部３７の外縁から側方に延伸して所定の厚みを有するように形成されている。第２レンズ３１Ｅは、開口部５２の周縁の筐体下面５１ａと第２脚領域３８ａの上面とが接着部材６１を介して固定される。なお、フレネルレンズ面３２を保護するために、第２脚領域３８ａの下面はフレネルレンズ面３２より下方に位置していてもよい。
また、第１レンズ１１は、基板４１の上面と第１脚領域２５ｂの下面とが接着部材６１を介して固定される。なお、第２レンズ３１Ｅは、第１レンズ１１と所定の間隔を隔てて配置できるように、筐体下面５１ａに接着部材６１により接続させている。また、第１レンズ１１及び第２レンズ３１Ｅは、それぞれの光軸中心が、透明部材５４の中心に揃うように配置されることが好ましい。
光源装置１００Ｅでは、第１レンズ１１を基板４１側に取り付け、第２レンズ３１Ｅを筐体５１側に取り付けているため、第１レンズ１１と第２レンズ３１Ｅとを個別に取り換えることが容易となる。光源装置１００Ｅでは、第２レンズ３１Ｅを筐体５１側に取り付けているため、第２レンズ３１Ｅと筐体５１との位置合わせが容易になり、位置ずれが抑制されて外観の見映えが向上する。
光源装置１００Ｅでは、第１レンズ１１を基板４１側に取り付け、第２レンズ３１Ｅを筐体５１側に取り付けているため、第１レンズ１１と第２レンズ３１Ｅとを個別に取り換えることが容易となる。光源装置１００Ｅでは、第２レンズ３１Ｅを筐体５１側に取り付けているため、第２レンズ３１Ｅと筐体５１との位置合わせが容易になり、位置ずれが抑制されて外観の見映えが向上する。
＜第７実施形態＞
図１５は、第７実施形態に係る光源装置１００Ｆの構成を模式的に示す断面図である。
第７実施形態に係る光源装置１００Ｆは、基板４１に固定された第１レンズ１１に固定された第２レンズ３１Ｃが、筐体５１に固定されていないこと以外は、第４実施形態に係る光源装置１００Ｃと同一の構成を備える。
光源装置１００Ｆでは、第１レンズ１１に固定された第２レンズ３１Ｃが筐体５１に固定されていないため、第１レンズ１１と第２レンズ３１Ｃとを同時に取り換えることができる。また、光源装置１００Ｆでは、第１レンズ１１を基板４１に固定した後、基板４１に固定された第１レンズ１１に第２レンズ３１Ｃを固定することができる。つまり、発光装置１の位置に合わせて第１レンズ１１を配置した後に、第２レンズ３１Ｃを配置することができる。これにより、発光装置1の光軸とレンズの中心とのズレによる、光学特性の悪化や外観の見た目の悪化が抑えられる。
図１５は、第７実施形態に係る光源装置１００Ｆの構成を模式的に示す断面図である。
第７実施形態に係る光源装置１００Ｆは、基板４１に固定された第１レンズ１１に固定された第２レンズ３１Ｃが、筐体５１に固定されていないこと以外は、第４実施形態に係る光源装置１００Ｃと同一の構成を備える。
光源装置１００Ｆでは、第１レンズ１１に固定された第２レンズ３１Ｃが筐体５１に固定されていないため、第１レンズ１１と第２レンズ３１Ｃとを同時に取り換えることができる。また、光源装置１００Ｆでは、第１レンズ１１を基板４１に固定した後、基板４１に固定された第１レンズ１１に第２レンズ３１Ｃを固定することができる。つまり、発光装置１の位置に合わせて第１レンズ１１を配置した後に、第２レンズ３１Ｃを配置することができる。これにより、発光装置1の光軸とレンズの中心とのズレによる、光学特性の悪化や外観の見た目の悪化が抑えられる。
＜第８実施形態＞
図１６は、第８実施形態に係る光源装置１００Ｇの構成を模式的に示す断面図である。 第８実施形態に係る光源装置１００Ｇは、第２レンズ３１Ｃがなく、基板４１に固定された第１レンズ１１Ｂの上面がフレネルレンズ面３２で構成されていること以外は、第７実施形態に係る光源装置１００Ｆと同一の構成を備える。また、光源装置１００Ｇでは、フレネルレンズ面３２は、出射面となる筐体５１側に凸状となる中央凸部３３と、中央凸部３３の形状に沿って同心円形状に配置され筐体５１側に凸状となる複数の環状の凸部３４と、を備える。さらに、光源装置１００Ｇでは、第１レンズ１１Ｂがフレネルレンズ面３２を備えるため、光源装置１００Ｆに比べて光源装置全体の厚みを薄くすることができる。そのため、光源装置１００Ｇを携帯電話機等のフラッシュ光源として利用した際、光源装置１００Ｇの装置厚みをより薄くすることが可能となるため、携帯電話機の薄型化に貢献できる。
図１６は、第８実施形態に係る光源装置１００Ｇの構成を模式的に示す断面図である。 第８実施形態に係る光源装置１００Ｇは、第２レンズ３１Ｃがなく、基板４１に固定された第１レンズ１１Ｂの上面がフレネルレンズ面３２で構成されていること以外は、第７実施形態に係る光源装置１００Ｆと同一の構成を備える。また、光源装置１００Ｇでは、フレネルレンズ面３２は、出射面となる筐体５１側に凸状となる中央凸部３３と、中央凸部３３の形状に沿って同心円形状に配置され筐体５１側に凸状となる複数の環状の凸部３４と、を備える。さらに、光源装置１００Ｇでは、第１レンズ１１Ｂがフレネルレンズ面３２を備えるため、光源装置１００Ｆに比べて光源装置全体の厚みを薄くすることができる。そのため、光源装置１００Ｇを携帯電話機等のフラッシュ光源として利用した際、光源装置１００Ｇの装置厚みをより薄くすることが可能となるため、携帯電話機の薄型化に貢献できる。
光源装置１００Ｇでは、第１レンズ１１Ｂが、入射部１２と導光部２１とからなる下面と、フレネルレンズ面３２からなる上面とを、を有する。そのため、光源装置１００Ｇでは、発光装置１からの光を無駄なく第１レンズ１１Ｂの下面から取り込めることによる光ロスの軽減が図れると共に、筐体５１の開口部５２のサイズを小さくしたまま、発光効率の向上や広角配光への制御が可能となる。また、光源装置１００Ｇでは、発光装置１の光軸と第１レンズ１１Ｂの中心とのズレによる光学特性の悪化や、外観の見た目の悪化が抑えられる。
＜第９実施形態＞
図１７Ａは、第９実施形態に係る光源装置１００Ｈの構成を模式的に示す断面図である。図１７Ｂは、第９実施形態に係る光源装置１００Ｈの第１レンズ１１Ｃの発光装置側から見た平面図である。
第９実施形態に係る光源装置１００Ｈは、第２レンズ３１Ｃがなく、筐体５１に固定された第１レンズ１１Ｃの上面がフレネルレンズ面３２で構成されていること、第１レンズ１１Ｃの下面が平面視で４回回転対称よりもより複雑な２回回転対称形状であること以外は、第５実施形態に係る光源装置１００Ｄと同一の構成を備える。
また、光源装置１００Ｈでは、フレネルレンズ面３２は、出射面となる筐体５１側に凸状となる中央凸部３３と、中央凸部３３の形状に沿って同心円形状に配置され筐体５１側に凸状となる複数の環状の凸部３４と、を備える。さらに、光源装置１００Ｈでは、第１レンズ１１Ｃがフレネルレンズ面３２を備えるため、光源装置１００Ｄに比べて光源装置全体の厚みを薄くすることができる。そのため、光源装置１００Ｈを携帯電話機等のフラッシュ光源として利用した際、光源装置１００Ｈの装置厚みをより薄くすることが可能となるため、携帯電話機の薄型化に貢献できる。
さらに、本実施形態では、図１７Ｂに示すように、第１レンズ１１Ｃの下面が平面視で２回回転対称形状としている。本実施形態の光源装置をカメラのフラッシュ光源として利用する際には、カメラの撮影画角が１６：９、４：３等の長方形形状であることを考慮して、第１レンズ１１Ｃの下面は平面視で２回回転対称形状とすることが好ましい。なお、第１レンズ１１Ｃの下面は、平面視で４回回転対称形状であってもよい。
図１７Ａは、第９実施形態に係る光源装置１００Ｈの構成を模式的に示す断面図である。図１７Ｂは、第９実施形態に係る光源装置１００Ｈの第１レンズ１１Ｃの発光装置側から見た平面図である。
第９実施形態に係る光源装置１００Ｈは、第２レンズ３１Ｃがなく、筐体５１に固定された第１レンズ１１Ｃの上面がフレネルレンズ面３２で構成されていること、第１レンズ１１Ｃの下面が平面視で４回回転対称よりもより複雑な２回回転対称形状であること以外は、第５実施形態に係る光源装置１００Ｄと同一の構成を備える。
また、光源装置１００Ｈでは、フレネルレンズ面３２は、出射面となる筐体５１側に凸状となる中央凸部３３と、中央凸部３３の形状に沿って同心円形状に配置され筐体５１側に凸状となる複数の環状の凸部３４と、を備える。さらに、光源装置１００Ｈでは、第１レンズ１１Ｃがフレネルレンズ面３２を備えるため、光源装置１００Ｄに比べて光源装置全体の厚みを薄くすることができる。そのため、光源装置１００Ｈを携帯電話機等のフラッシュ光源として利用した際、光源装置１００Ｈの装置厚みをより薄くすることが可能となるため、携帯電話機の薄型化に貢献できる。
さらに、本実施形態では、図１７Ｂに示すように、第１レンズ１１Ｃの下面が平面視で２回回転対称形状としている。本実施形態の光源装置をカメラのフラッシュ光源として利用する際には、カメラの撮影画角が１６：９、４：３等の長方形形状であることを考慮して、第１レンズ１１Ｃの下面は平面視で２回回転対称形状とすることが好ましい。なお、第１レンズ１１Ｃの下面は、平面視で４回回転対称形状であってもよい。
光源装置１００Ｈでは、開口部５２の位置に合わせて、第１レンズ１１Ｃの位置関係の調整が容易にできることで、開口部５２とのズレを抑制することができ、外観の見た目の悪化を抑制することができる。
以下、実施例の光源装置のモデルを用いて行った光学シミュレーションについて説明する。なお、光源装置は、以下の実施例に限定されるものではない。
図１８Ａは、実施例の光源装置における発光装置の点灯状態を示し、９個全ての発光装置１ａ〜１ｉが点灯していることを示す模式図である。図１８Ｂは、図１８Ａの光源装置における照度分布を示す模式図である。図１９Ａは、実施例の光源装置における発光装置の点灯状態を示し、９個の発光装置１ａ〜１ｉのうち、８個の発光装置１ａ〜１ｄ、１ｆ〜１ｉが点灯していることを示す模式図である。図１９Ｂは、図１９Ａの光源装置における照度分布を示す模式図である。図２０Ａは、実施例の光源装置における発光装置の点灯状態を示し、９個の発光装置１ａ〜１ｉのうち、５個の発光装置１ａ〜１ｃ、１ｆ、１ｉが点灯していることを示す模式図である。図２０Ｂは、図２０Ａの光源装置における照度分布を示す図である。なお、図１８Ａ、図１９Ａ及び図２０Ａにおいて、単純に白黒のみで発光装置の点灯状態及び消灯状態を示している。
図１８Ａは、実施例の光源装置における発光装置の点灯状態を示し、９個全ての発光装置１ａ〜１ｉが点灯していることを示す模式図である。図１８Ｂは、図１８Ａの光源装置における照度分布を示す模式図である。図１９Ａは、実施例の光源装置における発光装置の点灯状態を示し、９個の発光装置１ａ〜１ｉのうち、８個の発光装置１ａ〜１ｄ、１ｆ〜１ｉが点灯していることを示す模式図である。図１９Ｂは、図１９Ａの光源装置における照度分布を示す模式図である。図２０Ａは、実施例の光源装置における発光装置の点灯状態を示し、９個の発光装置１ａ〜１ｉのうち、５個の発光装置１ａ〜１ｃ、１ｆ、１ｉが点灯していることを示す模式図である。図２０Ｂは、図２０Ａの光源装置における照度分布を示す図である。なお、図１８Ａ、図１９Ａ及び図２０Ａにおいて、単純に白黒のみで発光装置の点灯状態及び消灯状態を示している。
図１に示す実施形態の光源装置１００の構成に基づき、シミュレーションにより、発光装置１ａ〜１ｉからの光が第１レンズ１１及び第２レンズ３１を介してどのように照射されるかを求めた。
実施例の光源装置１００のモデルにおいて、各発光装置の発光面は一辺が０．５ｍｍの正方形であるとした。平面視で矩形形状に配置された９個の発光装置１ａ〜１ｉの発光面の中心となる発光装置１ｅの発光面の中心を原点とし、以下の座標に一致するように、発光装置１ａ〜１ｉを配置した。なお、以下の座標は、ｍｍである。
発光装置１ａの発光面の中心：（−０．５５，０．５５）
発光装置１ｂの発光面の中心：（０，０．５５）
発光装置１ｃの発光面の中心：（０．５５，０．５５）
発光装置１ｄの発光面の中心：（−０．５５，０）
発光装置１ｅの発光面の中心：原点（０，０）
発光装置１ｆの発光面の中心：（０．５５，０）
発光装置１ｇの発光面の中心：（−０．５５，−０．５５）
発光装置１ｈの発光面の中心：（０，−０．５５）
発光装置１ｉの発光面の中心：（０．５５，−０．５５）
実施例の光源装置１００のモデルにおいて、各発光装置の発光面は一辺が０．５ｍｍの正方形であるとした。平面視で矩形形状に配置された９個の発光装置１ａ〜１ｉの発光面の中心となる発光装置１ｅの発光面の中心を原点とし、以下の座標に一致するように、発光装置１ａ〜１ｉを配置した。なお、以下の座標は、ｍｍである。
発光装置１ａの発光面の中心：（−０．５５，０．５５）
発光装置１ｂの発光面の中心：（０，０．５５）
発光装置１ｃの発光面の中心：（０．５５，０．５５）
発光装置１ｄの発光面の中心：（−０．５５，０）
発光装置１ｅの発光面の中心：原点（０，０）
発光装置１ｆの発光面の中心：（０．５５，０）
発光装置１ｇの発光面の中心：（−０．５５，−０．５５）
発光装置１ｈの発光面の中心：（０，−０．５５）
発光装置１ｉの発光面の中心：（０．５５，−０．５５）
実施例の光源装置１００において、第１レンズ１１は、図１、図５に示すように、その下面において、平面視で下面中央に配置された一辺が０．５７ｍｍの正方形状をなす下面凸部１４と下面凸部１４の外周に連続して幅０．１９ｍｍで正方環状に配置された角部１６とからなる入射部１２と、角部１６の外周に連続して幅０．４９ｍｍで正方環状に配置された導光部２１と、を備える。また、第１レンズ１１は、その上面において、平面視で上面中央に配置された一辺が０．７１ｍｍの正方形状をなす上面凸部１７と、上面凸部１７に連続して上面凹部１８を介して幅１．３ｍｍで正方環状に配置された平坦部１９と、を備える。
実施例の光源装置１００において、第２レンズ３１は、図６に示すように、その下面において、フレネルレンズ面３２を有する。第２レンズ３１は、平面視でフレネルレンズ面３２の中心に配置された半径が０．４５ｍｍの円形状をなす中央凸部３３と、フレネルレンズ面の中心から最も離れた半径１．５ｍｍの位置に頂点を有して中央凸部３３と同心円状に配置された凸部３４と、その凸部３４と中央凸部３３との間に中央凸部３３と同心円状に等間隔に配置された複数の凸部３４と、を備える。また、第２レンズ３１の上面には、平面視で半径１．７７ｍｍの円形状をなす平坦面３６を備える。なお、実施例の光源装置１００においては４つの凸部３４を備えることとした。
実施例の光源装置１００のモデルを用いて、全部又は一部の発光装置１ａ〜１ｉを点灯させた際の照度分布を、以下の測定条件でシミュレ−ションにより求めた。
（測定条件）
評価用受光器のサイズ：２８０×３７０ｍｍ
発光装置と評価用受光器との距離：３００ｍｍ
評価用受光器の画角：７５度
発光装置トップ面と第１レンズとの距離：０．１ｍｍ
（測定条件）
評価用受光器のサイズ：２８０×３７０ｍｍ
発光装置と評価用受光器との距離：３００ｍｍ
評価用受光器の画角：７５度
発光装置トップ面と第１レンズとの距離：０．１ｍｍ
図１８Ａ〜図２０Ｂに示すように、実施形態の光源装置１００により、点灯箇所に対応した照度分布が得られることが確認された。また、実施形態の光源装置１００により、所望の照射範囲に光を照射したときに、その所望の照射範囲内における照度と照度範囲外における照度との照度差を大きくできることが確認された。なお、光源装置１００では、第１レンズ１１及び第２レンズ３１を介して光が照射されるため、レンズに応じた屈折方法に光が照射されることになる。
図１８Ａに示すような９個の発光装置１ａ〜１ｉを全灯点灯させる際には、各発光装置の出力を調整することで、限られた電力内で、任意の照度分布を作り出せることも確認された。例えば、中央がより明るいフラッシュが必要の場合は、矩形の中心部に配置された１つの発光装置１ｅにより多くの電力を投入することで、中心照度が高くより明るいフラッシュを得ることができた。また、広範囲を均一に照射したい場合は、各光源の投入電力のバランスを取ることで、均一な照度分布を作り出すことも可能であった。なお、通常、発光装置１ａ〜１ｉのすべてを同じ投入電力（同じ明るさ）にしてしまうと、発光装置が密集する矩形中心部近傍が明るく、矩形角部及び矩形端部が暗い照度分布となってしまうため、矩形中心部に配置された発光装置１ｅの投入電力を小さく、矩形角部及び矩形端部に配置された発光装置１ａ〜１ｃ、１ｄ、１ｆ、１ｇ〜１ｉの投入電力を大きくすることで、より均一な照度分布が得られることが確認できた。
以上説明した各構成は、様々な変更をすることができる。例えば、第１レンズにおいてフレネルレンズ面の角部１６の数を増やすことや、あるいは、フレネルレンズ面の曲率を適宜変えることとしてもよい。また、第１レンズにおいて、ＴＩＲレンズ面に形成された場合には、角部１６の立ち上げ角度や傾斜面の角度を適宜変更してもよい。また、それぞれの第２レンズの平坦面を筐体の表面と同一平面としているが、当該平坦面に防護シートを張り、その防護シートを筐体と同一平面としてもよい。
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉ 発光装置
２ 発光素子
３ 電極
４ 透光性部材
５ 被覆部材
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ 第１レンズ
１２ 入射部
１４ 下面凸部
１６ 角部
１７ 上面凸部
１８ 上面凹部
１９ 平坦部
２１ 導光部
２２ 内側面
２３ 傾斜面
２４、２４Ａ 第１本体部
２５、２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ 第１側縁部
２５ａ 第１上部領域
２５ｂ 第１脚領域
３１、３１Ｃ、３１Ｅ 第２レンズ
３２ フレネルレンズ面
３３ 中央凸部
３４ 凸部
３６ 平坦面
３７ 第２本体部
３８、３８Ｃ、３８Ｅ 第２側縁部
３８ａ 第２脚領域
３８ｂ 第２取付領域
４１ 基板
４２ 配線
５１ 筐体
５１ａ 筐体下面
５２ 開口部
５３ 脚部
５４ 透明部材
６１ 接着部材
６２ 導電性接着部材
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ、１００Ｇ、１００Ｈ 光源装置
２ 発光素子
３ 電極
４ 透光性部材
５ 被覆部材
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ 第１レンズ
１２ 入射部
１４ 下面凸部
１６ 角部
１７ 上面凸部
１８ 上面凹部
１９ 平坦部
２１ 導光部
２２ 内側面
２３ 傾斜面
２４、２４Ａ 第１本体部
２５、２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ 第１側縁部
２５ａ 第１上部領域
２５ｂ 第１脚領域
３１、３１Ｃ、３１Ｅ 第２レンズ
３２ フレネルレンズ面
３３ 中央凸部
３４ 凸部
３６ 平坦面
３７ 第２本体部
３８、３８Ｃ、３８Ｅ 第２側縁部
３８ａ 第２脚領域
３８ｂ 第２取付領域
４１ 基板
４２ 配線
５１ 筐体
５１ａ 筐体下面
５２ 開口部
５３ 脚部
５４ 透明部材
６１ 接着部材
６２ 導電性接着部材
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ、１００Ｇ、１００Ｈ 光源装置
Claims (15)
- 独立点灯可能な複数の発光装置と、前記複数の発光装置に対向して配置された第１レンズと、前記第１レンズに対向して配置された第２レンズと、を備え、
前記第１レンズの前記複数の発光装置と対向する下面は、中央に配置され前記複数の発光装置からの光が入射する入射部と、前記入射部の外側に配置され前記入射部から入射する光を導光する導光部と、を備え、
前記第２レンズの前記第１レンズと対向する下面は、複数の環状の凸部からなるフレネルレンズ面を備える光源装置。 - 前記入射部は前記第１レンズの下面に形成された凹部である請求項１に記載の光源装置。
- 前記第１レンズの下面は、前記凹部の底面において、前記発光装置側に凸の下面凸部を備える請求項２に記載の光源装置。
- 前記第１レンズの下面は、平面視で４回回転対称形状である請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光源装置。
- 前記第１レンズの下面は、平面視で矩形形状である請求項４に記載の光源装置。
- 前記第１レンズの上面は、中央に配置される上面凸部と、前記上面凸部に連続する上面凹部を介して配置される平坦部とを有する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光源装置。
- 前記複数の発光装置は、全体として平面視で矩形形状に配置されている請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光源装置。
- 前記複数の発光装置が載置される基板と、前記第２レンズに開口部を対向させて覆う筐体と、をさらに備え、
前記第１レンズは前記基板に固定されている請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光源装置。 - 前記複数の発光装置が載置される基板と、前記第２レンズに開口部を対向させて覆う筐体と、をさらに備え、
前記第２レンズは前記筐体に固定されている請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光源装置。 - 前記複数の発光装置が載置される基板と、前記第２レンズに開口部を対向させて覆う筐体と、をさらに備え、
前記第１レンズが前記基板に固定され、前記第２レンズが筐体に固定されている請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光源装置。 - 前記第１レンズは、前記入射部と前記導光部とを有する第１本体部と、前記第１本体部の外縁から側方に延びる第１側縁部と、を備え、
前記第２レンズは、前記フレネルレンズ面を有すると共に、前記フレネルレンズ面の反対側に前記開口部と対向する平坦面を有する第２本体部と、前記第２本体部の外縁から側方に延びる第２側縁部と、を備え、
前記第１側縁部の上面と前記第２側縁部の下面とが接着部材を介して固定される請求項８又は９に記載の光源装置。 - 独立点灯可能な複数の発光装置と、前記複数の発光装置に対向して配置された第１レンズと、を備え、
前記第１レンズの前記複数の発光装置と対向する下面は、下面の中央に配置され前記複数の発光装置からの光が入射する入射部と、前記入射部の外側に配置され前記入射部から入射する光を導光する導光部と、を備え、
前記第１レンズの下面の反対側の上面は、複数の環状の凸部からなるフレネルレンズ面を備える光源装置。 - 前記複数の発光装置が載置される基板と、前記第１レンズに開口部を対向させて覆う筐体と、をさらに備え、
前記第１レンズは前記基板に固定されている請求項１２に記載の光源装置。 - 前記複数の発光装置が載置される基板と、前記第１レンズに開口部を対向させて覆う筐体と、をさらに備え、
前記第１レンズは前記筐体に固定されている請求項１２に記載の光源装置。 - 前記第１レンズは、前記入射部と前記導光部とフレネルレンズ面とを有する第１本体部と、前記第１本体部の外縁から側方に延びる第１側縁部と、を備える請求項１３又は１４に記載の光源装置。
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