JP7148813B2 - 光源装置 - Google Patents

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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。
特開２０１０－２３８８３７号公報
本開示に係る実施形態は、所望の照射範囲内での発光効率をより向上させ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、上面に発光面を備える発光装置と、前記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レンズの前記発光装置と対向する下面には、中央に配置され前記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。
本開示の光源装置は、上面に発光面を備える発光装置と、前記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レンズの前記発光装置と対向する下面には、下面の中央に配置され前記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には、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、所望の照射範囲内での発光効率に優れる光源装置を提供することができる。
第１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１実施形態に係る光源装置の光路を模式的に示す断面図である。 第１実施形態に係る光源装置の筐体を省略した状態を第２レンズ側から見た平面図である。 第１実施形態に係る光源装置の発光装置の構成を模式的に示す断面図である。 第１実施形態に係る光源装置の発光装置の他の構成を模式的に示す断面図である。 第１実施形態に係る光源装置の第１レンズの発光装置側から見た平面図である。 第１実施形態に係る光源装置の第２レンズの第１レンズ側から見た平面図である。 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５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６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７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８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９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。 実施例１の光源装置の構成を示す断面図である。 実施例１の光源装置における照度分布を示す模式図である。 比較例１の光源装置の構成を示す断面図である。 比較例１の光源装置における照度分布を示す模式図である。 実施例２の光源装置の構成を示す断面図である。 実施例２の光源装置における照度分布を示す模式図である。 比較例２の光源装置の構成を示す断面図である。 比較例２の光源装置における照度分布を示す模式図である。 各実施形態に係る変形例を示すフレネルレンズ面の位置関係を説明する平面図である。 図１９Ａにおいて０度の直線位置での断面を示す断面図である。 図１９Ａにおいて４５度の直線位置での断面を示す断面図である。 図１９Ａにおいて９０度の直線位置での断面を示す断面図である。 フレネルレンズ面の変形例を用いたレンズ光源装置における照度分布を示す模式図である。
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に示すように、上面に発光面を備える発光装置１と、発光装置１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１と対向する下面には、下面の中央に配置され発光装置１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。
また、光源装置１００は、発光装置１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、をさらに備え、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）
発光装置１は、図４Ａに示すように、上面に発光面を備え、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１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１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。
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、蛍光体を含有する透光性部材４として、樹脂、セラミックス、ガラス等の成形体の下面に蛍光体を含有する樹脂層を備えたものを用いてもよい。
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。
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。
（第１レンズ）
第１レンズ１１は、発光装置１の発光面に対向して配置される。第１レンズ１１は、発光装置１からの光を集光し、第２レンズ３１側に平行光として出射するものである。第１レンズ１１は、例えばコリメータレンズであることが好ましい。また、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光性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、発光装置１と対向する下面には、中央に配置され発光装置１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。
入射部１２は、第１レンズ１１の下面に形成され、平面視で発光装置１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円形や楕円形であることが好ましく、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１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１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１からの光をより屈折させて平行光とすることができ、集光性が向上する。なお、凹部の内側面２２は、湾曲面であることが好ましいが、平坦面であってもよい。
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して平行光とする傾斜面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１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。さらに、傾斜面２３の光軸に対する傾斜角度は、発光装置１からの光を集光入射でき、平行光として反射できる角度に適宜設定される。
図２に示すように、第１レンズ１１では、発光装置１の発光面から光軸方向に出射された光は、入射部１２の下面凸部１４から入射されて光軸方向に直進して第２レンズ３１側に出射される。また、発光装置１の発光面から光軸に対して比較的小さな角度で出射された光は、下面凸部１４又は角部１６に入射されて光軸方向に平行な光に屈折されて第２レンズ３１側に出射される。さらに、発光装置１の発光面から光軸に対して比較的大きな角度で出射された光は、凹部の内側面２２から入射されて、導光部２１の傾斜面２３で反射されることにより、光軸方向に対して平行な光として第２レンズ３１側に出射される。
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。そして、上面凹部１８は、上面凸部１７の周囲に同心円状に穏やかな曲線で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から入射されて屈折された光を光軸方向に平行な光に近づけることができる。これにより、第２レンズ３１のフレネルレンズ面３２での光制御が容易になり、取り出し効率を高めることができる。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。上述したように、第１レンズ１１は傾斜面２３を有することで、発光装置１から出射された光を光軸方向に対して平行な光に近づけることができるが、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、第１側縁部２５が、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とを備えることがより好ましい。第１上部領域２５ａ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とは異なる部材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。
なお、第２レンズ３１のフレネルレンズ面３２は、複数の環状の凸部３４として、第1レンズ１からの光が入射する複数のフレネル面３５ａと、このフレネル面３５ａ間に位置するライズ面３５ｂとを有する。フレネルレンズ面３２においては主としてフレネル面３５ａが光学的な機能を有し、レンズの光軸に対するフレネル面３５ａの角度を調整することで、フレネル面３５ａからの入射光を所望の角度に屈折させることができる。フレネル面３５ａ及びライズ面３５ｂは、断面形状が直線であってもよく、内側に凹または凸の曲線であってもよい。
第１レンズ１１から出射され第２レンズ３１に入射する光のうち、第１レンズ１１の中央部から出射された光は第２レンズ３１の中央凸部３３に入射され光軸方向及び集光する方向に出射する。また、第１レンズ１１の中央部以外から出射された光は凸部３４に入射され所望の照射範囲内に出射される。すなわち、第２レンズ３１には、第１レンズ１１から出射した光が光軸に略平行な光として入射される。そのため、第２レンズ３１では、凸部３４の入射レンズ面３５に入射された光を屈折させて所望の照射範囲内に出射することで光源装置１００の発光効率を向上させることができる。
なお、第２レンズ３１は、図６に示すように、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。
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３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。
（基板）
基板４１は、発光装置１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１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１とを電気的に接続する。なお、基板４１の配線４２は、発光装置１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１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。
光源装置１００は、第１レンズ１１を備えることによって、発光装置１からの光を集光して平行光として出射させることができる。そして、第１レンズ１１で集光された光は、第２レンズ３１のフレネルレンズ面３２から入射して、所望の照射範囲に合わせて出射される。その結果、光源装置１００では、所望の照射範囲内にロスなく光を集めることができるため、発光効率が向上する。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１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。
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７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、発光装置１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は、発光装置１までの距離を短くし、装置全体をより薄く形成することができる。また、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８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９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、発光装置１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の中心が位置するように配置されている。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。
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１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１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１０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、発光装置１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。
＜第６実施形態＞
図１１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、発光装置１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。
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、外観の見映えが向上する。
＜第７実施形態＞
図１２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。
上述した実施形態に係る光源装置１００Ａ乃至１００Ｆは、それぞれ、発光装置に対向して配置される第１レンズと、第１レンズに対向して配置される第２レンズと、２枚のレンズを備える。このように、第１レンズ１１と第２レンズ３１の２枚のレンズを重ねて用いることで、例えば、第１レンズの入射面と出射面の２面を用いて集光することができるので、より複雑な光学設計に対応することができる。さらに、第２レンズの上面を平坦面として、平坦面が露出するように第２レンズを筐体の開口部に挿入させることで、筐体と一体化した光源とすることができる。
このように、第1レンズ１１及び第２レンズ３１の２枚を組み合わせて使用することで、光源や筐体に合わせて、フレキシブルに対応可能となる。
＜第８実施形態＞
図１３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、第１本体部２４Ａ及び第１側縁部２５Ｂ（第１上部領域２５ａ）の厚さが、光源装置１００Ｆの第１レンズ１１の第１本体部２４及び第１側縁部２５（第１上部領域２５ａ）に比べて厚く構成されている。
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１４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。
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、第１本体部２４Ａ及び第１側縁部２５Ｃ（第１上部領域２５ａ）の厚さが、光源装置１００Ｄの第１レンズ１１Ａの第１本体部２４及び第１側縁部２５Ａ（第１上部領域２５ａ）に比べて厚く構成されている。
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。
上述した実施形態に係る光源装置１００Ｇ及び１００Ｈにおいて、各光源装置は、光学レンズとして、発光装置に対向して配置される第１レンズを備える。第１レンズの下面は、発光装置からの光を集光し、集光された光は、第１レンズの上面のフレネルレンズ面により屈折され、所望の照射範囲に出射される。このような光源装置は、レンズを２枚使用するものと比較して光学設計は簡素化されるが、光源装置をより小型化することができる。
なお、以上説明した各実施形態のフレネルレンズ面３２において、図１９Ａ乃至図１９Ｄに示すように、同じ円周上に位置するフレネル面３５ａの傾斜角度は、周方向において異なっていてもよい。すなわち、フレネルレンズ面３２は、中央の中央凸部３３と、中央凸部３３の形状に沿って同心円状に形成され、フレネル面３５ａとライズ面３５ｂとで構成される環状の凸部３４とを備え、フレネル面３５ａの光軸に対する傾斜角度を、平面視での周方向において異ならせて形成していてもよい。これにより、配光を任意の形状に調整することができる。
例えば、縦長矩形状のカメラの画角内に収まるように、照射範囲を横方向よりも縦方向、縦方向よりも斜め方向により広がるようにフレネル面３５ａの傾斜角度を調整することで、効率よくカメラの画角内を照射することができる。具体的には、フレネルレンズ面３２は、照射範囲ＡＥをより広げたい方向に対応する径方向についてフレネル面３５ａの光軸ＯＰに対する傾斜角度θを、他の位置のフレネル面３５ａの光軸ＯＰに対する傾斜角度θよりも小さくする。あるいは、フレネルレンズ面３２は、照射領域ＡＥの広がりをより抑えたい方向に対応する位置のフレネル面３５ａの光軸ＯＰに対する傾斜角度θを他の位置のフレネル面３５ａの光軸ＯＰに対する傾斜角度θよりも大きくしている。
つまり、フレネルレンズ面３２は、図１９Ａ及び図１９Ｅに示すように、左右方向の照射範囲を制御する径方向ＥＡ１を、例えば基準とし、上下方向の照射範囲を制御する径方向ＥＡ３、左右方向と上下方向との間の斜め方向の照射範囲を制御する径方向ＥＡ２、ＥＡ４の順にフレネル面の光軸ＯＰに対する傾斜角度を小さくなるように形成されている。ここでは、フレネル面３５の光軸ＯＰに対する傾斜角度θを、ＥＡ１断面においては５５°、ＥＡ３断面においては５１°、ＥＡ２、ＥＡ４断面においては４２°となるように設定している。なお、各径方向ＥＡ１、ＥＡ２、ＥＡ３、ＥＡ４間において、フレネル面３５の光軸ＯＰに対する傾斜角度θは、周方向に沿って緩やかに変化する。このため、フレネル面３５は、周方向において明確な境界は視認されない。なお、図１９Ｅにおいて、矢印Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ１３、Ｅ１４、Ｅ２１、Ｅ２２は、光が照射される範囲の広がりの大きさを矢印の長さで相対的に示している。ここでは、方向Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ１３、Ｅ１４における光が照射される範囲の広がりが、方向Ｅ２１、Ｅ２２よりも大きいことを示している。
以下、実施例及び比較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１５Ａは、実施例１の光源装置の構成を示す断面図である。図１６Ａは、比較例１の光源装置の構成を示す断面図である。
＜実施例１＞
実施例１として、図１５Ａに示す光源装置１００Ｉのモデルを準備した。光源装置１００Ｉは、筐体５１を備えていないこと以外は、第７実施形態に係る光源装置１００Ｆと同一の構成を備える。
光源装置１００Ｉにおいて、第１レンズ１１は、図５、図１５Ａ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外径０．６６ｍｍの円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０．４ｍｍで円形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１ｍｍで円形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外径２．１ｍｍの円形状をなす上面凸部１７と、上面凸部１７に連続する上面凹部１８を介して幅０．６６ｍｍで円形環状に配置された平坦部１９と、を備える。
光源装置１００Ｉにおいて、第２レンズ３１Ｃは、図１５Ａ、第２レンズ３１Ｃに相当する第２レンズ３１の平面図である図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３１Ｃ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０．１８ｍｍ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１．６ｍｍ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３１Ｃの上面には、平面視で半径２．１ｍｍの円形状をなす平坦面３６を備える。なお、光源装置１００Ｉにおいては４つの凸部３４を備えることとした。
光源装置１００Ｉのモデルを用いて、シミュレーションにより以下の測定条件で照度分布を測定すると共に、中心照度及び発光効率を測定した。図１５Ｂに照度分布を模式的に示す模式図を示した。また、測定された中心照度は６８４ｌｘ、発光効率は４３％であった。
（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
発光装置の発光面サイズ：０．８×０．８ｍｍ
発光装置トップ面と第１レンズとの距離：０．１ｍｍ
発光装置の光束：１９０ｌｍ
発光効率：（画角７５度の受光器内での受光量）／（発光装置の光束）
＜比較例１＞
比較例１として、図１６Ａに示す光源装置２００のモデルを準備した。光源装置２００は、第１レンズ１１を備えていない。比較のために、第２レンズ３１Ｃのフレネルレンズ面３２のフレネル形状は、実施例１の光源装置１００Ｉと同等の照度となるようにレンズ形状を最適化している。なお、光源装置２００では、第２レンズ３１Ｃのフレネルレンズ面３２が発光装置１と接触しないように、第２側縁部３８Ｃの第２脚領域３８ａの長さを長く調整している。
実施例１と同様に、光源装置２００のモデルを用いて、シミュレーションにより照度分布を測定すると共に、中心照度及び発光効率を測定した。図１６Ｂに照度分布を模式的に示す模式図を示した。また、測定された中心照度は５７４ｌｘ、発光効率は３８％であった。
実施例１の光源装置１００Ｉは、比較例１の光源装置２００と比べて、中心照度において１９％向上し、発光効率において５％向上した。実施例１では、第１レンズ１１から出射された光のうち所望の照射範囲外に出射される光を、第２レンズ３１Ｃのフレネルレンズ面３２で所望の照射範囲内に屈折できるため、中心照度及び発光効率が向上する。
図１７Ａは、実施例２の光源装置の構成を示す断面図である。図１８Ａは、比較例２の光源装置の構成を示す断面図である。
＜実施例２＞
実施例２として、図１７Ａに示す光源装置１００Ｊのモデルを準備した。光源装置１００Ｊは、第２レンズ３１Ｃを備えず、第１レンズ１１Ｂの上面には、第２レンズ３１Ｃと同様のフレネルレンズ面３２が設けられていること以外は実施例１の光源装置１００Ｉと同一の構成を備える。なお、光源装置１００Ｊでは、第１レンズ１１Ｂの下面に設けられた入射部１２が下面凸部１４のみからなる。
光源装置１００Ｊのモデルを用いて、実施例１と同様にシミュレーションにより照度分布を測定すると共に、中心照度及び発光効率を測定した。図１７Ｂに照度分布を模式的に示す模式図を示した。また、測定された中心照度は１０２６ｌｘ、発光効率は４６％であった。なお、シミュレーションの測定条件において、評価用受光器のサイズは２８０×３７０ｍｍ、評価用受光器の画角は７５度とした。
＜比較例２＞
比較例２として、図１８Ａに示す光源装置２００Ａのモデルを準備した。光源装置２００Ａは、第１レンズ１１Ｄの上面が平坦面で構成されていること以外は、実施例２の光源装置１００Ｊと同一の構成を備える。
実施例２と同様に、光源装置２００Ａのモデルを用いて、シミュレーションにより照度分布を測定すると共に、中心照度及び発光効率を測定した。図１８Ｂに照度分布を模式的に示す模式図を示した。また、測定された中心照度は９４６ｌｘ、発光効率は４４％であった。
実施例２の光源装置１００Ｊは、比較例２の光源装置２００Ａと比べて、中心照度において８％向上し、発光効率において２％向上した。実施例２では、入射部１２で集光された光のうち所望の照射範囲外に出射される光を、フレネルレンズ面３２で所望の照射範囲内に屈折できるため、中心照度及び発光効率が向上する。
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、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。
１ 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、１１Ｄ 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
３５ 入射レンズ面
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、１００Ｉ、１００Ｊ、２００、２００Ａ 光源装置

Claims (12)

  1. 上面に発光面を備える発光装置と、前記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レンズの前記発光装置と対向する下面には、下面の中央に配置され前記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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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３のいずれか一項に記載の光源装置。
  5. 前記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４のいずれか一項に記載の光源装置。
  6. 前記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４のいずれか一項に記載の光源装置。
  7. 前記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４のいずれか一項に記載の光源装置。
  8. 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５又は６に記載の光源装置。
  9. 上面に発光面を備える発光装置と、前記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レンズの前記発光装置と対向する下面には、下面の中央に配置され前記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には、複数の環状の凸部からなるフレネルレンズ面を備え、
    前記フレネルレンズ面において、複数の前記環状の凸部は、前記第1レンズからの光が入射する複数のフレネル面と、前記フレネル面間に位置するライズ面とを有し、
    前記フレネル面は、前記第２レンズ面の光軸に対する傾斜角度が周方向において異なる光源装置。
  10. 前記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９に記載の光源装置。
  11. 前記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９に記載の光源装置。
  12. 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１０又は１１に記載の光源装置。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD977545S1 (en) * 2019-03-08 2023-02-07 Abl Ip Holding Llc Optical cover with faceted surface

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016194568A (ja) 2015-03-31 2016-11-17 日亜化学工業株式会社 光学部材、発光装置及び照明装置
JP2018205349A (ja) 2017-05-30 2018-12-27 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レンズ及び照明器具

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5526190A (en) 1994-09-29 1996-06-11 Xerox Corporation Optical element and device for providing uniform irradiance of a surface
JP2002532893A (ja) 1998-12-17 2002-10-02 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 光エンジン
JP2004046053A (ja) 2002-05-21 2004-02-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 対物レンズ及び光ヘッド装置
TWI249257B (en) * 2004-09-24 2006-02-11 Epistar Corp Illumination apparatus
ITMI20050018A1 (it) * 2005-01-07 2006-07-08 Fraen Corp Srl Dispositovo di illuminazione a fascio luminoso variabile in particolare per una torcia elettrica
US7401948B2 (en) * 2005-10-17 2008-07-22 Visteon Global Technologies, Inc. Near field lens having reduced size
US20080030974A1 (en) * 2006-08-02 2008-02-07 Abu-Ageel Nayef M LED-Based Illumination System
JP5029908B2 (ja) 2008-03-12 2012-09-19 東京電力株式会社 フルネルレンズを用いた面照明装置
US7580192B1 (en) * 2008-12-23 2009-08-25 Smart Champ Enterprise Limited Collimation lens system for LED
JP4604123B2 (ja) 2009-03-31 2010-12-22 シャープ株式会社 光源モジュールおよび該モジュールを備えた電子機器
CN201407519Y (zh) * 2009-05-15 2010-02-17 上海金星报警器材厂 警灯单体
DE102009034841B4 (de) * 2009-07-27 2020-11-26 Emz-Hanauer Gmbh & Co. Kgaa Lichtabgabeeinrichtung für eine Trommel eines Haushaltsgeräts
WO2011055519A1 (ja) 2009-11-06 2011-05-12 パナソニック株式会社 スポット用光源及び電球形光源
JP2011184468A (ja) 2010-03-04 2011-09-22 Konica Minolta Opto Inc 接着固定方法及び光学素子の固定方法
KR20120050179A (ko) * 2010-11-10 2012-05-18 삼성엘이디 주식회사 플래시 렌즈 및 이를 채용한 플래시 모듈
US8733042B2 (en) * 2011-02-18 2014-05-27 Jeffrey Daniocek Insulated and efficient baseboard construction
JP2012174601A (ja) 2011-02-23 2012-09-10 Mitsubishi Electric Corp 照明装置
JP6198748B2 (ja) 2011-12-13 2017-09-20 フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ Ｌｅｄライト用の光コリメータ
DE102013204476B4 (de) 2013-03-14 2022-07-07 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optisches Element und optoelektronisches Bauelement mit optischem Element
JP2014182994A (ja) 2013-03-21 2014-09-29 Toshiba Corp 照明装置
JP2014205411A (ja) * 2013-04-12 2014-10-30 パナソニック株式会社 照明装置
JP6425415B2 (ja) * 2014-05-02 2018-11-21 株式会社エンプラス 光束制御部材、発光装置および照明装置
DE102016109647B4 (de) * 2016-05-25 2022-08-25 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Linse und Leuchte mit einer solchen Linse
JP2018152402A (ja) 2017-03-10 2018-09-27 シチズン電子株式会社 発光装置
CN110710005A (zh) * 2017-06-08 2020-01-17 镭亚股份有限公司 光源和使用光源的多视图背光体
JP6988249B2 (ja) * 2017-08-09 2022-01-05 三菱電機株式会社 光源ユニット及び照明器具
CN108732823B (zh) * 2018-08-03 2023-08-08 广东烨嘉光电科技股份有限公司 一种抬头显示装置的背光系统
CN111529840A (zh) * 2020-05-12 2020-08-14 青岛迈德康医疗科技有限公司 新型防护口罩系统
DE202020107441U1 (de) * 2020-12-21 2021-01-22 Christian Zilch Vorrichtung zum Sammeln von Atemkondensat aus Atemluft und zum Nachweis von respiratorischen Erregern im Atemkondensat sowie Atemmaske

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016194568A (ja) 2015-03-31 2016-11-17 日亜化学工業株式会社 光学部材、発光装置及び照明装置
JP2018205349A (ja) 2017-05-30 2018-12-27 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レンズ及び照明器具

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