JP5952131B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
白系の発光LEDの多くは、青色LEDから出射された青色の光を吸収して波長変換する黄色蛍光体を備え、青色LEDから出射された青色の光と、黄色蛍光体から出射された黄色の光との混色を利用して白色(擬似白色)の光を発光するものである。
図1は、本発明の実施の形態に係る発光装置1の平面概要図であり、この発光装置1が備えるレンズ3の平面概要図である。図2は、図1のA−A断面図である。発光装置1は、青色LEDの発光部分に黄色の蛍光体が塗布されたチップ状の発光部材2を有している。発光部材2は主として白色光を図2に示す上側方向(鉛直方向)に出射する。発光部材2の発光の中心は、発光中心という。また、発光部材2は、この発光中心を中心とした発光平面を有している。この発光平面は、図2に示す発光部材2の基板Pの基板面と同一平面である。発光平面は、レンズ3の光軸と垂直な平面となる。発光部材2から出射された光は、樹脂製のレンズ3を透過して、レンズ3の平面状の出射面4から出射する。レンズ3の出射面4とほぼ同一平面上の外周には、レンズ3から延在される円環状で板状の鍔部5が設けられている。鍔部5は、レンズ3を発光装置1の一部に固定する円形の固定用穴6が、その円環状に沿ってほぼ等間隔に3つ形成されている。
<数1>
X=(1/R)*Y2/[1+{1−(1+K)*(1/R)2*Y2}]+A4*Y4+A6*Y6+A8*Y8
ここで、Xは、光軸方向座標を、Yは、光軸と直交方向座標を示し、光進行方向を正とし、Rは、曲率半径を示す。
図3は、図2に示した発光装置1の断面図に基づいた端面図であって、発光部材2から出射された光がどのような光路をとって出射面4から出射するのかを示す図である。第1入射面8に入射する光L1を一点鎖線で、第2入射面9に入射する光L2を破線で、第3入射面10に入射する光L3を実線で示す。発光中心から出射する光は、発光平面上に半球状の光出射領域を形成している。
図4は、図2に示した発光装置1の断面図に基づいた端面図であって、比較例の発光装置21の発光部材2から出射された光がどのような光路をとって出射面4から出射するのかを示す図である。比較例の発光装置21は、第3入射面10に相当する部分が無く、第2入射面9からそのまま反射面11へと、第2反射面9は、図2における下側方向に対し4°の円錐面としてつながっている。なお、図4では、図2に示す各部材・要素に相当する部材・要素には図2に示す符号と同一の符号を付している。また、図2における第1入射面8に入射する光L4を一点鎖線で、図2における第2入射面9に入射する光L5を破線で、図2において第3入射面10に入射するはずだった光L6を実線で示す。
本発明の実施の形態に係る発光装置1は、レンズ3を有している。そして、レンズ3は、凹部7を有している。そして、凹部7は、第1入射面8と、第2入射面9と、第3入射面10とを有している。発光装置1およびレンズ3は、この第3入射面10を有しているため、黄色成分を多く含む光を特定の領域に集中して照射せずに分散して照射することから、イエローリングの出現を低減することが可能である。しかも、発光部材2は、そのほぼ全体が、凹部7内に収容されていて、発光部材2の発する光の殆どがレンズ3を透過して出射面4から出射するようなレンズ3との位置関係となっている。そのため、発光装置1の発光効率が低くなることは殆どない。
上述した本発明の実施の形態に係る発光装置1およびレンズ3は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々の変形実施が可能である。
発光部材2とレンズ3との位置関係を調整しても良い。さらに、反射面11は、球面、自由曲面、直線状のテーパー角を有する円錐台形の側面形状としても良い。また、第2入射面9、第3入射面10は、曲率を有する面とすることができる。
図5は、図2に示した発光装置1の断面図に基づいた端面図であって、本発明の実施の形態に係る第1変形例に係る発光装置31の発光部材2から出射された光が、どのような光路をとって出射面4から出射するのかを示す図である。第1入射面8に入射する光L7を一点鎖線で、第2入射面9に入射する光L8を破線で、第3入射面10に入射する光L9を実線で示す。なお、図5では、図2に示す各部材・要素に相当する部材・要素には図2に示す符号と同一の符号を付している。
図6は、図2に示した発光装置1の断面図に基づいた端面図であって、本発明の実施の形態に係る第2変形例に係る発光装置41の発光部材2から出射された光が、どのような光路をとって出射面42から出射するのかを示す図である。第1入射面8に入射する光L10を一点鎖線で、第2入射面9に入射する光L11を破線で、第3入射面10に入射する光L12を実線で示す。なお、図6では、図2に示す各部材・要素に相当する部材・要素には図2に示す符号と同一の符号を付している。
2 発光部材
3,32,43 レンズ
4,42 出射面
8 第1入射面
9 第2入射面
10 第3入射面
11 反射面
33 第1反射面
34 第2反射面
Claims (4)
- 青色LEDと黄色蛍光体との組み合わせで白色光を発する発光部材と、上記発光部材が発する光を透過するレンズを有する発光装置において、
上記発光部材は、その発光の中心となる発光中心を有する発光平面を有し、
上記発光中心から出射する光が、発光平面上に半球状の光出射領域を形成し、
上記発光平面は、上記レンズの光軸と垂直な平面であり、
上記発光中心からの出射光と発光平面とで形成される角度が、50°以下の範囲の上記光出射領域を中心領域よりも周辺側の領域とし、
それ以外の出射光の光出射領域を、上記中心領域とし、
上記レンズは、
上記中心領域であり、上記発光部材が発する全発光量の60%以上80%以下の光を入射する第1入射面および第2入射面と、
上記周辺側の領域であって上記発光部材が発する発光量のうち、上記中心領域への入射光以外の光の90%以上の光で、且つ上記中心領域よりも黄色成分を多く有する光を入射する第3入射面と、を有し、
上記第2入射面および第3入射面に入射した光を反射する反射面を有し、
上記第1入射面に入射した光および上記反射面で反射された光を出射する出射面を有し、
上記反射面は、上記発光部材側から上記出射面側に向かうに従い、上記発光部材の光出射範囲の周辺側に向かって広がる面であり、
上記第1入射面は、上記発光部材が発する光が入射する面であり、
上記第2入射面は、上記第1入射面から上記発光部材に近づく方向に延びる面であり、
上記第3入射面は、上記第2入射面から延びて上記反射面のうち上記発光部材側に近接し、上記第2入射面から上記発光部材の周囲側に1回または2回傾斜する傾斜面であり、入射する光が広がるように屈折させ、
上記第2入射面から入射し、上記出射面から出射する光と、上記第3入射面から入射し、上記出射面から出射する光との出射方向が平行で、かつ光の広がり角度が等しいことを特徴とする発光装置。 - 請求項1記載の発光装置において、
前記反射面は、前記第2入射面から入射した光を反射する第1反射面と、前記第3入射面から入射した光を反射する第2反射面と、を有し、
上記第1反射面が、前記発光部材側から前記出射面側に向かうに従う広がりは、上記第2反射面が、前記発光部材側から前記出射面側に向かうに従う広がりよりも小さいことを特徴とする発光装置。 - 請求項1または2記載の発光装置において、
前記第2入射面と第3入射面をなだらかにつなぐ、r部を有していることを特徴とする発光装置。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の発光装置において、
前記出射面は、前記発光部材の光出射範囲の周辺側から前記発光部材の光出射範囲の中心領域に向かって階段状に前記発光部材に近づく形状、
前記出射面全体が凹面となった形状、前記出射面全体が凸面となった形状、所定間隔にプリズムが複数個形成された形状、すりガラス状に微細な凸凹を有する形状、
のいずれか一つ以上の形状を有することを特徴とする発光装置。
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