WO2006049104A1 - 発光装置 - Google Patents

発光装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2006049104A1
WO2006049104A1 PCT/JP2005/019921 JP2005019921W WO2006049104A1 WO 2006049104 A1 WO2006049104 A1 WO 2006049104A1 JP 2005019921 W JP2005019921 W JP 2005019921W WO 2006049104 A1 WO2006049104 A1 WO 2006049104A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
emitting device
light emitting
phosphor
blue
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/019921
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hideki Matsui
Original Assignee
Nikon Corporation
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corporation filed Critical Nikon Corporation
Priority to CN2005800258135A priority Critical patent/CN1993580B/zh
Priority to US11/632,036 priority patent/US7588339B2/en
Priority to EP05805361.2A priority patent/EP1808640B1/en
Publication of WO2006049104A1 publication Critical patent/WO2006049104A1/ja

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B15/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G03B15/02—Illuminating scene
    • G03B15/03—Combinations of cameras with lighting apparatus; Flash units
    • G03B15/04—Combinations of cameras with non-electronic flash apparatus; Non-electronic flash units
    • G03B15/0442—Constructional details of the flash apparatus; Arrangement of lamps, reflectors, or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/69—Details of refractors forming part of the light source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a light-emitting device using photoluminescence technology.
  • Patent Document 1 A light-emitting device that uses light from an LED as photoluminescence excitation light is known (see Patent Document 1).
  • Patent Document 1 describes a light-emitting device that obtains secondary light (frequency-decreased light) having a wavelength component longer than the primary light by entering LED light (primary light) containing a blue component into a fluorescent member. .
  • the fluorescent material that constitutes the fluorescent member By selecting the fluorescent material that constitutes the fluorescent member, the technology to obtain a predetermined colored light as the secondary light, and the secondary light and the blue component light (primary light) are mixed to produce! /, So-called white light
  • the technology is disclosed.
  • Patent Document 1 Special Table 2004-505172
  • Patent Document 1 discloses a light emitting device in which a plurality of LEDs (semiconductor elements) are arranged in a block-type housing.
  • the fluorescent material is provided on all inner surfaces such as the bottom, side walls and cover of the housing.
  • the light-emitting device generates mixed color light in the housing, the detailed path of light traveling in the housing before and after being mixed is unknown, and there is a possibility that the mixed color is not uniformly performed. If color mixing is not performed uniformly by the light emitting device, it will be observed as uneven color or color blur of the emitted light.
  • a light emitting device includes a light emitting device that emits excitation light that excites a phosphor, a reflection device that reflects the excitation light, a phosphor, and is reflected by the reflection device.
  • a projection optical member that projects excitation light and projects photoluminescence light emitted from a phosphor.
  • the light emitting device includes a light emitting device that emits excitation light that excites the phosphor, a reflection device that reflects the excitation light, a phosphor, and is reflected by the reflection device.
  • a projection optical member that projects excitation light and excitation light of light emitting device power and projects photoluminescence light emitted from a phosphor is provided.
  • the light emitting device is preferably constituted by an LED array.
  • the LED array consists of (1) one side of the board, (2) each side of the board, and (3) each of N boards combined in an N prism shape. (4) It is preferable to be configured in any one mode of being configured in a polyhedron that is not uniquely defined.
  • the excitation light emitted from the light emitting device preferably contains a blue component, and the photoluminescence light emitted from the phosphor preferably contains a yellow component.
  • the projection optical member may be made of a resin to which a phosphor is added substantially uniformly.
  • the reflecting device may have a parabolic cross section.
  • a camera according to a third aspect of the present invention includes the light emitting device described above.
  • the light emitting device that emits the excitation light may be replaced with a light emitting means, and the reflection device that reflects the excitation light may be replaced with a reflecting means.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged perspective view of a substrate and LEDs.
  • FIG. 3 is a side view of the light emitting device of FIG.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a substrate according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a side view of the light emitting device according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a square pillar-shaped LED mounting substrate.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a hexagonal columnar LED mounting board.
  • FIG. 8 is an external view of a camera including a light emitting device.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a polyhedral LED mounting board.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
  • n blue light emitting element arrays 11 to 11: Ln are mounted on a substrate 1.
  • Each of the colored light emitting elements ll to ln is constituted by, for example, a light emitting diode (LED) that emits light containing a blue component having a wavelength of 450 nm.
  • LED light emitting diode
  • FIG. 2 is an enlarged perspective view of the substrate 1 and the blue LEDs 11 ⁇ : Ln.
  • the blue LEDs 11 to ln are driven and controlled by a current supply circuit (not shown) so as to emit light with a common light emission luminance. Light emitted from the blue LEDs l to ln is emitted toward the reflecting member 2.
  • FIG. 3 is a side view of the light-emitting device of FIG. 1 when viewed in the direction of arrow A.
  • the reflecting member 2 has a parabolic cross section, and a Fresnel lens 3 is disposed in the opening of the reflecting member 2.
  • the reflecting member 2 is made of, for example, a high-luminance aluminum material, and reflects light from the blue LEDs 11 to ln toward the Fresnel lens 3 with high reflectivity on its inner surface (concave surface) 2a. As a result, light including a blue component is incident on the Fresnel lens 3 as substantially parallel light.
  • the Fresnel lens 3 transmits a part of the incident blue component light and projects it as uniform light traveling in the irradiation direction (right direction in FIG. 3). Therefore, it can be said that the Fresnel lens 3 is a projection optical member. Note that the Fresnel lens 3 is configured so that the brightness of the light projected to the area corresponding to the shadow of the substrate 1 (in the vicinity of the optical axis Ax of the Fresnel lens 3 in FIG. 3) does not decrease compared to the other areas. Te!
  • the Fresnel lens 3 is configured by, for example, a resin to which a predetermined concentration of phosphor is added substantially uniformly. Therefore, while the Fresnel lens 3 transmits part of the blue component light, it also performs wavelength conversion on part of the blue component light. That is, the phosphor added in the Fresnel lens 3 is excited by incident light, and the excited phosphor emits light containing a yellow component (for example, a wavelength of 560 ⁇ ! To 570 nm). The yellow component light after wavelength conversion is projected as uniform light traveling in the irradiation direction (rightward in FIG. 3) by the Fresnel lens 3 in the same manner as the blue component light. As a result, the blue component light and the yellow component light are uniformly mixed in the irradiation range, and are observed as white light having no luminance unevenness, color unevenness, and color blur in the human eye.
  • the blue component light emitted from the blue LED 11-In, which is the light emitting means, is reflected by the reflecting member whose cross section is formed in a parabolic shape, that is, the reflecting means 2, and the Fresnel lens 3 I tried to lead to. Therefore, the blue LED 11 ⁇ : Ln force is also emitted in one direction (for example, not only in the upward direction but also in the diagonal direction on the left and right sides). Can lead to 3. Thereby, the blue component light emitted from the blue LEDs 11 to In can be used effectively, and the variation in the luminance of the blue component light incident on the Fresnel lens 3 can be suppressed.
  • the phosphor Since the phosphor is contained only in the Fresnel lens 3, the light incident on the Fresnel lens 3 is only blue component light (excitation light). Thereby, the blue component light and the yellow component light (photoluminescence light) generated in the Fresnel lens 3 can be mixed efficiently.
  • the blue component light transmitted through the Fresnel lens 3 has a uniform wavelength regardless of the transmission position of the Fresnel lens 3. Get converted.
  • the brightness of the yellow component light that is wavelength-converted by the Fresnel lens 3 and emitted after the wavelength conversion, and the brightness of the blue component light that is transmitted through the Fresnel lens 3 are uniformly aligned in the irradiation region. Therefore, white light with reduced color unevenness and color blur can be obtained.
  • the number n of elements of the blue LEDs 11 to Ln described above may be changed as appropriate according to the horizontal irradiation range of the light emitting device, which may be one or ten.
  • the reflective member 2 is made of a high-luminance aluminum material formed in a parabolic shape, but other high-reflectivity members may be used. Further, instead of processing the flat material into a parabolic shape to obtain the reflecting member 2, the reflecting member 2 may be configured by combining a plurality of minute reflecting members in a parabolic shape.
  • Blue LEDs may be mounted on both sides of the board.
  • FIG. 4 is an enlarged view of the substrate 20 according to the second embodiment. Blue LEDs 21 to 2n are mounted on one surface of the substrate 20, and blue LEDs 31 to 3n are mounted on the other surface of the substrate 20. The blue LEDs 21 to 2n and 31 to 3n are driven and controlled by a current supply circuit (not shown) so as to emit light with a common light emission luminance.
  • FIG. 5 is a side view of the light emitting device provided with the substrate 20.
  • a diffusing lens 3A is disposed at the opening of a reflecting member 2 having a parabolic cross section.
  • the reflection member 2 reflects the blue component light from the blue LEDs 21 to 2n on the inner surface (concave surface) 2a toward the diffusing lens 3A with a high reflectance. Thereby, the light containing the blue component is incident on the diffusion lens 3A as substantially parallel light.
  • the blue component light from the blue LEDs 31 to 3n mounted on the surface of the substrate 20 on the diffusion lens 3A side is directly incident on the diffusion lens 3A without passing through the reflecting member 2.
  • the diffusing lens 3A is configured by a resin to which a predetermined concentration of phosphor is added substantially uniformly.
  • the diffusing lens 3A transmits a part of the incident blue component light and projects it as uniform light traveling in the irradiation direction (right direction in FIG. 5), and also converts a part of the blue component light into the yellow component.
  • the wavelength of the light is converted into light that is contained, and is projected as uniform light that travels in the irradiation direction (rightward in FIG. 5) in the same manner as the blue component light.
  • the diffusion lens 3A can be said to be a projection optical member.
  • the blue LEDs are mounted on both sides of the substrate 20, and the blue component lights from the blue LEDs 21 to 2n and 31 to 3n mounted on both sides of the substrate 20 are respectively guided to the diffusion lens 3A. Therefore, light emission brightness twice as high as that obtained when LEDs are mounted only on one side of the substrate can be obtained, and a light-emitting device with a small size and high brightness can be obtained.
  • the diffusion lens 3A contains the phosphor having a predetermined concentration substantially uniformly, the blue component light transmitted through the diffusion lens 3A is uniformly wavelength-converted regardless of the transmission position in the diffusion lens 3A. receive.
  • wavelength conversion is performed in the diffusion lens 3A in the same manner as in the first embodiment. Since the brightness of the yellow component light emitted after wavelength conversion and the brightness of the blue component light emitted through the diffusing lens 3A can be made uniform in the irradiated area, color unevenness and color White light with reduced bleeding can be obtained.
  • Blue LEDs may be mounted on each surface of a substrate combined in a polygonal column shape.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a square prism-shaped LED mounting substrate.
  • blue LEDs 21 to 2n, blue LEDs 31 to 3n, blue LEDs 41 to 4n, and blue LEDs 51 to 5n are mounted on four surfaces of the assembled board 20A, respectively.
  • Each blue LED is driven and controlled by a current supply circuit (not shown) so as to emit light with a common light emission luminance.
  • the assembled substrate 20A is used as a light emitter instead of the substrate 20 of the light emitting device of FIG.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an LED mounting board having a hexagonal column shape.
  • blue LEDs 21 to 2n, blue LEDs 31 to 3n, blue LEDs 41 to 4n, blue LEDs 51 to 5n, blue LEDs 61 to 6n, and blue LEDs 71 to 7n are mounted on the six surfaces of the assembled substrate 20B.
  • Each of the blue LEDs is driven and controlled by a current supply circuit (not shown) so as to emit light with a common light emission luminance.
  • the assembled substrate 20B is used as a light emitter instead of the substrate 20 of the light emitting device of FIG.
  • the light emitting device described above even when a blue LED is mounted on each surface of a substrate combined in a polygonal prism (N prism) shape, even if blue component light is emitted toward the reflecting member 2. Even if it is emitted toward the diffusing lens 3A, any blue component light can be reliably guided to the diffusing lens 3A. As a result, compared to the case where LEDs are mounted on both sides of a double-sided board, the luminous intensity is doubled when mounted on four sides of a square columnar assembled board and three times when mounted on the six sides of a hexagonal columnar assembled board. As a result, a small-sized and high-luminance light emitting device can be obtained.
  • the polygonal column (N-prism) substrate may further be an octagonal column or a decagonal column.
  • a blue LED may be mounted on a polyhedron that combines curved surfaces that are not polygonal prisms combined with flat surfaces. As shown in Fig. 9, blue LED groups (21-2n, 31-3n, 41-4n, 51-5n, 61-6n, 71-7n, 81-8n, 91-9n) ) By mounting, the LED array can be arranged on a polyhedron of any shape that is not uniquely determined, such as a polygonal column.
  • the above-described light emitting device is used in the camera illumination device shown in FIG. Figure 8 Odor
  • the interchangeable photographic lens 110 is attached to the camera body 100.
  • a lighting device 101 is built in the upper right part of the camera body 100 in view of the subject side force.
  • the illumination device 101 is configured by the above-described light emitting device.
  • the light-emitting device described above includes a camera-equipped mobile phone and a toy in addition to the camera illumination device.
  • It can be used as a light source for lighting equipment, flashlights, etc.
  • LED light containing a blue component is used as primary light (excitation light) for photoluminescence to obtain yellow component light (secondary light)
  • the wavelength component (color component) of the secondary light may not be as illustrated.
  • a phosphor to be added to a Fresnel lens (or a diffusing lens) may be appropriately selected according to the purpose of use of the light emitting device, and a light emitting element having an appropriate wavelength may be used as an excitation light source.
  • LEDs of different colors are mounted on each surface of the polygonal columnar assembled substrates 20A and 20B shown in FIG. 6 or FIG.
  • a blue LED is mounted on one surface
  • a red LED is mounted on the other surface
  • a green LED is mounted on the other surface
  • an LED that emits light according to the situation is selected. This makes it possible to obtain light of an appropriate color according to the situation using a single light emitting device. Note that multiple-color LEDs can be arranged on the substrate 1 shown in FIG.
  • the color mixing ratio of primary light and secondary light is adjusted by changing the phosphor content in the Fresnel lens 3 (or diffusion lens 3A) and the thickness of the Fresnel lens 3 (or diffusion lens 3A). do it. For example, if the phosphor content is increased, the secondary light ratio is increased, and if the phosphor content is decreased, the secondary light ratio is decreased. Even if the phosphor content is not changed, if the Fresnel lens 3 (or diffuser lens 3A) is thickened, the secondary light ratio increases, and if the Fresnel lens 3 (or diffuser lens 3A) is thinned, the secondary light ratio is increased. The light ratio is lowered.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

　青色ＬＥＤから発した青色成分光を、その断面が放物線形状に構成されている反射部材で反射させてフレネルレンズへ導く。フレネルレンズには蛍光体が略均一に含有されている。フレネルレンズは、青色成分光の一部を透過する一方で、青色成分光の一部に対する波長変換も行う。波長変換は、フレネルレンズ内の蛍光体が青色成分光によって励起され、励起された蛍光体が黄色成分を含む光を発するものである。波長変換後の黄色成分光は、フレネルレンズによって青色成分光とともに均一な光として投射される。

Description

明 細 書
発光装置
技術分野
[0001] 本発明は、フォトルミネセンス技術を用いた発光装置に関する。
背景技術
[0002] LEDによる光をフォトルミネセンスの励起光として用いる発光装置が知られて 、る ( 特許文献 1参照)。特許文献 1には、青色成分を含む LED光 (一次光)を蛍光部材に 入射し、一次光より長い波長成分の二次光 (周波数遁降された光)を得る発光装置 について記載されている。蛍光部材を構成する蛍光材料の選択により、二次光として 所定の色つき光を得る技術や、二次光および青色成分光（一次光）を混色して!/、わ ゆる白色光を生成する技術が開示されて 、る。
[0003] 特許文献 1：特表 2004— 505172号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 特許文献 1には、ブロック形ハウジング内に複数の LED (半導体素子）を配設した 発光装置が開示されている。蛍光材料は、ハウジングの底面、側壁およびカバーな どの全ての内面に設けられる。上記発光装置はハウジング内で混色光を生成するが 、混色される前後でハウジング内を進行する光の詳細な経路は不明であり、混色が 均一に行われないおそれがある。発光装置で混色が均一に行われない場合は、ノヽ ウジング力 射出される光の色むらや色のにじみとして観測されてしまう。
課題を解決するための手段
[0005] 本発明の第 1の態様による発光装置は、蛍光体を励起する励起光を発する発光装 置と、励起光を反射する反射装置と、蛍光体を含有し、反射装置によって反射された 励起光が入射されるとともに、蛍光体が発するフォトルミネセンス光を投射する投射 光学部材とを備える。
本発明の第 2の態様による発光装置は、蛍光体を励起する励起光を発する発光装 置と、励起光を反射する反射装置と、蛍光体を含有し、反射装置によって反射された 励起光および発光装置力 の励起光がそれぞれ入射されるとともに、蛍光体が発す るフォトルミネセンス光を投射する投射光学部材とを備える。
第 1又は第 2の態様ににおいて、発光装置は、 LEDアレイによって構成されること が好ましい。 LEDアレイは、（1)基板の一方の面に構成される、（2)基板の両面にそ れぞれ構成される、 (3) N角柱状に組合わされた N個の基板にそれぞれ構成される、 (4)一意的に定義されない多面体に構成される、のいずれか一態様で構成されるこ とが好ましい。発光装置が発する励起光は青色成分を含み、蛍光体が発するフォト ルミネセンス光は黄色成分を含むことが好まし 、。
第 1又は第 2の態様において、投射光学部材は、蛍光体が略均一に添加された榭 脂からなってもよい。反射装置は、その断面が放物線形状に構成されてもよい。 本発明の第 3の態様によるカメラは、上述した発光装置を備える。
なお、励起光を発する発光装置は発光手段、励起光を反射する反射装置は反射 手段と置き換えても良い。
図面の簡単な説明
[0006] [図 1]図 1は、本発明の第一の実施形態による発光装置の構成を示す斜視図である。
[図 2]図 2は、基板および LEDを拡大した斜視図である。
[図 3]図 3は、図 1の発光装置の側面図である。
[図 4]図 4は、第二の実施形態による基板の拡大図である。
[図 5]図 5は、第二の実施形態による発光装置の側面図である。
[図 6]図 6は、四角柱状の LED実装基板を例示する図である。
[図 7]図 7は、六角柱状の LED実装基板を例示する図である。
[図 8]図 8は、発光装置を備えるカメラの外観図である。
[図 9]図 9は、多面体の LED実装基板を例示する図である。
発明を実施するための最良の形態
[0007] 以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
(第一の実施形態）
図 1は、本発明の第一の実施形態による発光装置の構成を示す斜視図である。図 1において、基板 1上に n個の青色光発光素子アレイ 11〜： Lnが実装されている。青 色光発光素子 l l〜lnのそれぞれは、たとえば、波長 450nmの青色成分を含む光 を発する発光ダイオード (LED)によって構成される。
[0008] 図 2は、基板 1および青色 LED11〜： Lnを拡大した斜視図である。各青色 LED11 〜lnは、共通の発光輝度で発光するように不図示の電流供給回路によって駆動制 御される。青色 LEDl l〜lnから発せられた光は、反射部材 2に向けて射出される。
[0009] 図 3は、図 1の発光装置を矢印 Aの方向に見た場合の側面図である。図 3において 、反射部材 2はその断面が放物線形状に構成され、反射部材 2の開口部にフレネル レンズ 3が配設されている。反射部材 2は、たとえば、高輝度アルミ材料によって構成 され、その内面（凹曲面） 2aにおいて青色 LEDl l〜lnからの光をフレネルレンズ 3 に向けて高反射率で反射する。これにより、青色成分を含む光が略平行光としてフレ ネルレンズ 3に入射される。
[0010] フレネルレンズ 3は、入射された青色成分光の一部を透過し、照射方向（図 3にお いて右方向）へ進む均一な光として投射する。したがって、フレネルレンズ 3は投射光 学部材といえる。なお、基板 1の影に対応する領域（図 3においてフレネルレンズ 3の 光軸 Ax付近)へ投射される光の輝度が、他の領域に比べて低下しな ヽようにフレネ ルレンズ 3が構成されて!、る。
[0011] フレネルレンズ 3は、たとえば、所定濃度の蛍光体が略均一に添加された榭脂によ つて構成される。したがって、フレネルレンズ 3は上記青色成分光の一部を透過する 一方で、青色成分光の一部に対する波長変換も行う。すなわち、フレネルレンズ 3内 に添加されている蛍光体が入射光によって励起され、励起された蛍光体が黄色成分 (たとえば、波長 560ηπ！〜 570nm)を含む光を発する。波長変換後の黄色成分光は 、フレネルレンズ 3によって青色成分光と同様に照射方向（図 3において右方向）へ 進む均一な光として投射される。これにより、青色成分光および黄色成分光は照射 範囲において均一に混合され、人の目には輝度むら、色むらおよび色にじみがない 白色光として観察される。
[0012] 以上説明した第一の実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)発光手段である青色 LED 11〜 Inから発した青色成分光を、その断面が放物線 形状に構成されて ヽる反射部材、すなわち反射手段 2で反射させてフレネルレンズ 3 へ導くようにした。したがって、青色 LED11〜： Ln力も射出される光束の向きが一方 向でない（たとえば、図 2において上方向のみならず左右の斜め方向にも射出される )場合でも、青色成分光を確実にフレネルレンズ 3へ導くことができる。これにより、青 色 LED 11〜 Inから射出された青色成分光を有効に利用できるとともに、フレネルレ ンズ 3に入射される青色成分光の輝度のばらつきを抑えることができる。
[0013] (2)蛍光体をフレネルレンズ 3にのみ含有させたので、フレネルレンズ 3へ入射される 光は青色成分光 (励起光）のみである。これにより、青色成分光とフレネルレンズ 3内 で発生する黄色成分光 (フォトルミネセンス光）とを効率よく混色できる。
[0014] (3)フレネルレンズ 3に含有される蛍光体はフレネルレンズ 3内で略均一にしたので、 フレネルレンズ 3を透過する青色成分光は、フレネルレンズ 3の透過位置にかかわら ず均一に波長変換を受ける。これにより、フレネルレンズ 3で波長変換され、波長変 換後に射出される黄色成分光の輝度、およびフレネルレンズ 3を透過して射出される 青色成分光の輝度のそれぞれが照射領域において均一に揃えられるから、色むら や色のにじみを抑えた白色光を得ることができる。
[0015] (4)蛍光体を略均一に含有させたフレネルレンズ 3を介して黄色成分光および青色 成分光を射出したので、蛍光体を均一に含有させた平行平板部材を介して射出する 場合に比べて、基板 1の影に対応する領域 (フレネルレンズ 3の光軸 Ax付近)へ投射 される光の輝度が他の領域へ投射される光の輝度に対して低くならず、照射領域を 均一に照明することができる。
[0016] 上述した青色 LED11〜： Lnの素子数 nは、 1個でも 10個でもよぐ発光装置の水平 方向の照射範囲に応じて適宜変更してよい。
[0017] 上述した例では、青色 LED11〜： Lnを一列に配設する例を説明した力 2列に配設 しても 4列に配設してもよぐ発光装置の鉛直方向の照射範囲に応じて適宜変更して よい。
[0018] 反射部材 2は、放物線形状に形成した高輝度アルミ材料を用いるようにしたが、他 の高反射率部材を用いてもよい。また、平板状の材料を放物線形状に加工して反射 部材 2を得る代わりに、複数の微小な反射部材を放物線状に組合わせて反射部材 2 を構成するようにしてもよ 、。 [0019] (第二の実施形態）
青色 LEDを基板の両面に実装してもよい。図 4は、第二の実施形態による基板 20 の拡大図である。基板 20の一方の面に青色 LED21〜2nが実装され、基板 20の他 方の面に青色 LED31〜3nが実装される。青色 LED21〜2n、 31〜3nは、それぞ れが共通の発光輝度で発光するように不図示の電流供給回路によって駆動制御さ れる。
[0020] 図 5は、基板 20を配設した発光装置の側面図である。図 5において、その断面を放 物線形状に構成した反射部材 2の開口部に拡散レンズ 3Aが配設されている。反射 部材 2は、その内面（凹曲面） 2aにおいて青色 LED21〜2nによる青色成分光を拡 散レンズ 3Aに向けて高反射率で反射する。これにより、青色成分を含む光が略平行 光として拡散レンズ 3Aに入射される。
[0021] 一方、基板 20の拡散レンズ 3A側の面に実装されている青色 LED31〜3nによる 青色成分光は、反射部材 2を経由せずに直接拡散レンズ 3Aへ入射される。
[0022] 拡散レンズ 3Aは、所定の濃度の蛍光体を略均一に添加した榭脂によって構成され る。拡散レンズ 3Aは、入射された青色成分光の一部を透過し、照射方向（図 5にお いて右方向）へ進む均一な光として投射するとともに、青色成分光の一部を黄色成 分を含む光に波長変換し、上記青色成分光と同様に照射方向（図 5において右方向 )へ進む均一な光として投射する。これにより、青色成分光および黄色成分光は照射 範囲において均一に混合され、人の目には輝度むらおよび色むらのない白色光とし て観察される。なお、拡散レンズ 3Aは投射光学部材といえる。
[0023] 以上説明した第二の実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)青色 LEDを基板 20の両面に実装し、基板 20の両側に実装される青色 LED21 〜2n、および 31〜3nからの青色成分光をそれぞれ拡散レンズ 3Aに導くようにした。 したがって、基板の片面にのみ LEDを実装する場合に比べて 2倍の発光輝度が得ら れるようになり、小型で高輝度の発光装置が得られる。
[0024] (2)拡散レンズ 3Aに所定濃度の蛍光体を略均一に含有させたので、拡散レンズ 3A を透過する青色成分光は拡散レンズ 3A内の透過位置にかかわらず均一に波長変 換を受ける。これにより、拡散レンズ 3Aにおいて第一の実施形態と同様に波長変換 され、波長変換後に射出される黄色成分光の輝度、および拡散レンズ 3Aを透過して 射出される青色成分光の輝度のそれぞれを、照射領域において均一に揃えることが できるから、色むらや色のにじみを抑えた白色光を得ることができる。
[0025] 青色 LEDを多角柱状に組合わせた基板の各面に実装してもよい。図 6は、四角柱 状の LED実装基板を例示する図である。図 6において、組基板 20Aの 4面にそれぞ れ青色 LED21〜2n、青色 LED31〜3n、青色 LED41〜4n、青色 LED51〜5nが 実装されている。青色 LEDのそれぞれは共通の発光輝度で発光するように不図示 の電流供給回路によって駆動制御される。組基板 20Aは、図 5の発光装置の基板 2 0の代わりに発光体として使用される。
[0026] 図 7は、六角柱状の LED実装基板を例示する図である。図 7において、組基板 20 Bの 6面にそれぞれ青色 LED21〜2n、青色 LED31〜3n、青色 LED41〜4n、青 色 LED51〜5n、青色 LED61〜6n、青色 LED71〜7nが実装されている。青色 LE Dのそれぞれは共通の発光輝度で発光するように不図示の電流供給回路によって 駆動制御される。組基板 20Bは、図 5の発光装置の基板 20の代わりに発光体として 使用される。
[0027] 以上説明した発光装置によれば、多角柱 (N角柱)状に組合わせた基板の各面に 青色 LEDを実装した場合に、青色成分光が反射部材 2に向けて射出されても、拡散 レンズ 3Aに向けて射出されても、いずれの青色成分光も確実に拡散レンズ 3Aへ導 くことが可能である。これにより、両面基板の両面に LEDを実装する場合に比べて、 四角柱状組基板の 4面に実装した場合は 2倍、六角柱状組基板の 6面に実装した場 合は 3倍の発光輝度が得られるようになり、小型で高輝度の発光装置が得られる。
[0028] 多角柱 (N角柱)状の基板は、さらに八角柱状や十角柱状にしてもよい。
[0029] また、平面を組合わせた多角柱状ではなぐ曲面を含む面を組合わせた多面体上 に青色 LEDを実装してもよい。図 9に示すように多面体を構成するフレキシブル基板 20Cなどに青色 LED群（21〜2n、 31〜3n、 41〜4n、 51〜5n、 61〜6n、 71〜7n 、 81〜8n、 91〜9n)実装することにより、多角柱のように一意に定まらない任意形状 の多面体に LEDアレイを配設できる。
[0030] 上述した発光装置は、図 8に示すカメラの撮影用照明装置に使用する。図 8におい て、カメラ本体 100に交換可能な撮影レンズ 110が装着されている。カメラ本体 100 の被写体側力も見て右上部に照明装置 101が内蔵されている。照明装置 101は、上 述した発光装置によって構成される。
[0031] 以上説明した発光装置は、カメラの照明装置の他にもカメラ付き携帯電話機、玩具
、照明器具、懐中電灯などの光源として利用できる。
[0032] 以上の説明では、青色成分を含む LED光をフォトルミネセンスの一次光 (励起光） として用い、黄色成分光 (二次光)を得る構成を説明したが、一次光の波長成分およ び二次光の波長成分 (色成分）は例示したとおりでなくてもよい。発光装置の使用目 的に応じてフレネルレンズ (もしくは拡散レンズ）に添加する蛍光体を適宜選択し、励 起光源として適切な波長の発光素子を用いればよい。例えば、図 6または図 7に示す 多角柱状の組基板 20A, 20Bの各面に、異なる色の LEDを実装する。この場合、例 えば一つの面に青色 LEDを実装し、別の面に赤色 LEDを実装し、さらに別の面に 緑色 LEDを実装し、状況に応じて発光させる LEDを選択する。これにより、一つの発 光装置を用いて状況に応じた適切な色の光を得ることが可能となる。なお、図 1に示 す基板 1に、複数色の LEDを配置することもできる。
[0033] 一次光と二次光との混色比率は、フレネルレンズ 3 (もしくは拡散レンズ 3A)に含有 させる蛍光体の含有率や、フレネルレンズ 3 (もしくは拡散レンズ 3A)の厚さを変えて 調節すればよい。たとえば、蛍光体の含有率を高めれば二次光比率が高くなり、蛍 光体の含有率を低くすれば二次光比率が低くなる。また、蛍光体の含有率を変えな くても、フレネルレンズ 3 (もしくは拡散レンズ 3A)を厚くすれば二次光比率が高くなり 、フレネルレンズ 3 (もしくは拡散レンズ 3A)を薄くすれば二次光比率が低くなる。
[0034] 上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容 に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態 様も本発明の範囲内に含まれる。
本出願は日本国特許出願 2004— 318151号（2004年 11月 1日出願）を基礎とし て、その内容は引用文としてここに組み込まれる。

Claims

請求の範囲
[1] 発光装置は、
蛍光体を励起する励起光を発する発光装置と、
前記励起光を反射する反射装置と、
前記蛍光体を含有し、前記反射装置によって反射された前記励起光が入射される とともに、前記蛍光体が発するフォトルミネセンス光を投射する投射光学部材とを備 える。
[2] 発光装置は、
蛍光体を励起する励起光を発する発光装置と、
前記励起光を反射する反射装置と、
前記蛍光体を含有し、前記反射装置によって反射された前記励起光および前記発 光装置からの前記励起光がそれぞれ入射されるとともに、前記蛍光体が発するフォト ルミネセンス光を投射する投射光学部材とを備える。
[3] 請求項 1または請求項 2に記載の発光装置において、
前記発光装置は、 LEDアレイによって構成される。
[4] 請求項 3に記載の発光装置において、
前記 LEDアレイは、（1)基板の一方の面に構成される、（2)基板の両面にそれぞ れ構成される、（3) N角柱状に組合わされた N個の基板にそれぞれ構成される、（4) 一意的に定義されない多面体に構成される、のいずれか一態様で構成される。
[5] 請求項 1から請求項 4のいずれ力 1項に記載の発光装置において、
前記発光装置が発する前記励起光は青色成分を含み、
前記蛍光体が発する前記フォトルミネセンス光は黄色成分を含む。
[6] 請求項 1から請求項 5のいずれ力 1項に記載の発光装置において、
前記投射光学部材は、前記蛍光体が略均一に添加された榭脂からなる。
[7] 請求項 1から請求項 6のいずれ力 1項に記載の発光装置において、
前記反射装置は、その断面が放物線形状に構成される。
[8] 請求項 1から請求項 7の 、ずれ力 1項に記載の発光装置を備えるカメラ。
PCT/JP2005/019921 2004-11-01 2005-10-28 発光装置 WO2006049104A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2005800258135A CN1993580B (zh) 2004-11-01 2005-10-28 光发射器件
US11/632,036 US7588339B2 (en) 2004-11-01 2005-10-28 Light emitting device
EP05805361.2A EP1808640B1 (en) 2004-11-01 2005-10-28 Light emitting device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004-318151 2004-11-01
JP2004318151A JP2006128562A (ja) 2004-11-01 2004-11-01 発光装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006049104A1 true WO2006049104A1 (ja) 2006-05-11

Family

ID=36319114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2005/019921 WO2006049104A1 (ja) 2004-11-01 2005-10-28 発光装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7588339B2 (ja)
EP (1) EP1808640B1 (ja)
JP (1) JP2006128562A (ja)
CN (1) CN1993580B (ja)
WO (1) WO2006049104A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011228997A (ja) * 2010-04-21 2011-11-10 Konica Minolta Business Technologies Inc 画像読み取り装置

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7978970B2 (en) * 2006-09-29 2011-07-12 Microscan Systems, Inc. Systems and/or devices for providing diffuse light
US8032017B2 (en) 2006-09-29 2011-10-04 Microscan Systems, Inc. Methods for providing diffuse light
US8374498B2 (en) * 2006-09-29 2013-02-12 Microscan Systems, Inc. Systems and/or devices for camera-based inspections
JP2010192582A (ja) * 2009-02-17 2010-09-02 Stanley Electric Co Ltd Ｌｅｄ発光装置
CN101813297B (zh) * 2009-02-24 2012-03-21 绎立锐光科技开发(深圳)有限公司 光源及其提供稳定出射光的方法
TWM368029U (en) * 2009-03-30 2009-11-01 E Pin Internat Tech Co Ltd Fresnel LED lens and LED assembly thereof
JP4756403B2 (ja) * 2009-06-30 2011-08-24 カシオ計算機株式会社 光源装置及びプロジェクタ
US8000594B2 (en) * 2009-07-02 2011-08-16 Microscan Systems, Inc. Diffuse reflective illuminator
US8768159B2 (en) 2009-07-10 2014-07-01 Microscan Systems, Inc. Combination dark field and bright field illuminator
US8107808B2 (en) * 2009-07-10 2012-01-31 Microscan Systems, Inc. Combination dark field and bright field illuminator
JP2011249316A (ja) * 2010-03-30 2011-12-08 Mitsubishi Chemicals Corp 発光装置
CN103375702A (zh) * 2012-04-23 2013-10-30 展晶科技(深圳)有限公司 Led发光装置
US10203085B2 (en) * 2015-05-29 2019-02-12 Nichia Corporation Light source device
US20180066810A1 (en) * 2016-01-20 2018-03-08 Telebrands Corp. Illuminating apparatus
CN109075239B (zh) * 2016-02-26 2021-08-27 奇跃公司 具有用于高度空间均匀的光输出的反射器和透镜的光输出系统
WO2022142356A1 (zh) * 2020-12-30 2022-07-07 杭州海康威视数字技术股份有限公司 用于半球摄像机的补光灯及半球摄像机
CN114321748A (zh) * 2021-12-28 2022-04-12 林耀 白色光源装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10208516A (ja) * 1997-01-20 1998-08-07 San Kiden:Kk 多光源ランプ及びそのランプを用いた表示灯
JP2000133006A (ja) * 1998-10-29 2000-05-12 Sanyo Electric Co Ltd 面光源
WO2002011173A1 (en) 2000-07-28 2002-02-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Luminescence conversion based light emitting diode and phosphors for wavelength conversion
JP2003141910A (ja) * 2001-11-02 2003-05-16 Stanley Electric Co Ltd 車両用灯具
JP2004039594A (ja) * 2002-07-08 2004-02-05 Seiwa Electric Mfg Co Ltd 発光ダイオード素子を用いた照明器具
JP2004226509A (ja) * 2003-01-21 2004-08-12 Fuji Photo Film Co Ltd ストロボ装置及びカメラ

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6022383Y2 (ja) * 1980-03-04 1985-07-03 三洋電機株式会社 発光ダイオ−ド表示器
JP3639428B2 (ja) * 1998-03-17 2005-04-20 三洋電機株式会社 光源装置
WO2000019546A1 (en) 1998-09-28 2000-04-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. Lighting system
US6504301B1 (en) 1999-09-03 2003-01-07 Lumileds Lighting, U.S., Llc Non-incandescent lightbulb package using light emitting diodes
JP2002134793A (ja) * 2000-10-26 2002-05-10 Omron Corp 光素子用光学デバイス
JP3614776B2 (ja) * 2000-12-19 2005-01-26 シャープ株式会社 チップ部品型ｌｅｄとその製造方法
JP2003100114A (ja) * 2001-09-19 2003-04-04 Koito Mfg Co Ltd 車両用灯具
CN2646554Y (zh) 2003-10-13 2004-10-06 璨圆光电股份有限公司 白光发光二极管灯具的发光装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10208516A (ja) * 1997-01-20 1998-08-07 San Kiden:Kk 多光源ランプ及びそのランプを用いた表示灯
JP2000133006A (ja) * 1998-10-29 2000-05-12 Sanyo Electric Co Ltd 面光源
WO2002011173A1 (en) 2000-07-28 2002-02-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Luminescence conversion based light emitting diode and phosphors for wavelength conversion
JP2003141910A (ja) * 2001-11-02 2003-05-16 Stanley Electric Co Ltd 車両用灯具
JP2004039594A (ja) * 2002-07-08 2004-02-05 Seiwa Electric Mfg Co Ltd 発光ダイオード素子を用いた照明器具
JP2004226509A (ja) * 2003-01-21 2004-08-12 Fuji Photo Film Co Ltd ストロボ装置及びカメラ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1808640A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011228997A (ja) * 2010-04-21 2011-11-10 Konica Minolta Business Technologies Inc 画像読み取り装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20080158854A1 (en) 2008-07-03
EP1808640B1 (en) 2013-04-24
EP1808640A1 (en) 2007-07-18
CN1993580A (zh) 2007-07-04
US7588339B2 (en) 2009-09-15
CN1993580B (zh) 2010-09-29
JP2006128562A (ja) 2006-05-18
EP1808640A4 (en) 2008-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2006049104A1 (ja) 発光装置
JP5026968B2 (ja) Ｌｅｄランプシステム
US8662690B2 (en) Multi-colored illumination system with wavelength converter and method
JP5643797B2 (ja) 照明装置
JP4939112B2 (ja) Ｌｅｄパッケージ
US20080062682A1 (en) Illumination System
JP5066462B2 (ja) 車両用灯具
US20080232084A1 (en) White light source device
CA2577798A1 (en) Optical system using led coupled with phosphor-doped reflective materials
JP5842147B2 (ja) 発光装置及びそれを用いた照明器具
JP5398742B2 (ja) 発光デバイス
JP2011134508A (ja) 照明器具
JP2006128562A5 (ja)
JP2008218089A (ja) 照明装置
EP1936261B1 (en) Illuminating device
JP2011040664A (ja) 面光源および液晶ディスプレイ装置
JP2004110062A5 (ja)
KR20110000609A (ko) 측광원에 의해 발광하는 비구면렌즈를 이용한 엘이디 조명장치
JP2008028209A (ja) 発光装置
JP2008021561A (ja) 照明装置
CN112596331B (zh) 一种荧光芯片及其显示系统
CN216644116U (zh) 一种高亮度照明装置及灯具
JP2008244220A (ja) 発光装置
JP2023004228A (ja) 発光装置、面光源装置および表示装置
JP2004235096A (ja) 発光ダイオード素子を用いた照明器具

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS KE KG KM KN KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV LY MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NG NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SM SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11632036

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2005805361

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200580025813.5

Country of ref document: CN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2005805361

Country of ref document: EP