CN114630990A - 光源装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光源装置。光源装置(100)具有:在上表面具有发光面的发光装置(1)、与发光装置(1)对置而配置的第一透镜(11)、以及与第一透镜(11)对置而配置的第二透镜(31),在第一透镜(11)的与发光装置(1)对置的下表面具有:在下表面的中央配置且来自发光装置(1)的光所入射的入射部(12)、以及在入射部(12)的外侧配置且对从入射部(12)入射的光进行导光的导光部(21),第二透镜(31)的与第一透镜(11)对置的下表面具有由多个环状凸部(34)形成的菲涅耳透镜面(32)。
Description
技术领域
本公开涉及光源装置。
背景技术
使用发光二极管等发光装置的光源已经被广泛应用。例如,在专利文献1中,已经公开一种可在手机的闪光灯中应用的小型光源装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开2010-238837号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本公开的实施方式在目的在于进一步提高在希望的照射范围内的发光效率。
用于解决技术问题的技术方案
为了解决上述问题,本公开的实施方式的光源装置具有:在上表面具有发光面的发光装置、与所述发光装置对置而配置的第一透镜、以及与所述第一透镜对置而配置的第二透镜,在所述第一透镜的与所述发光装置对置的下表面具有:配置在中央且来自所述发光装置的光所入射的入射部、以及在所述入射部的外侧配置且对从所述入射部入射的光进行导光的导光部,所述第二透镜的与所述第一透镜对置的下表面具有由多个环状凸部形成的菲涅耳透镜面。
本公开的光源装置具有:在上表面具有发光面的发光装置、以及与所述发光装置对置而配置的第一透镜,在所述第一透镜的与所述发光装置对置的下表面具有:在下表面的中央配置且来自所述发光装置的光所入射的入射部、以及在所述入射部的外侧配置且对从所述入射部入射的光进行导光的导光部,在所述第一透镜的下表面的相反一侧的上表面具有由多个环状凸部形成的菲涅耳透镜面。
发明的效果
根据本公开的实施方式的光源装置,能够提供一种在希望的照射范围内发光效率良好的光源装置。
附图说明
图1是示意性地表示第一实施方式的光源装置的结构的剖视图。
图2是示意性地表示第一实施方式的光源装置的光路的剖视图。
图3是从第二透镜侧观察第一实施方式的光源装置的省略了壳体的状态的俯视图。
图4A是示意性地表示第一实施方式的光源装置的发光装置的结构的剖视图。
图4B是示意性地表示第一实施方式的光源装置的发光装置的其它结构的剖视图。
图5是第一实施方式的光源装置的从第一透镜的发光装置侧进行观察的俯视图。
图6是第一实施方式的光源装置的从第二透镜的第一透镜侧进行观察的俯视图。
图7是示意性地表示第二实施方式的光源装置的结构的剖视图。
图8是示意性地表示第三实施方式的光源装置的结构的剖视图。
图9是示意性地表示第四实施方式的光源装置的结构的剖视图。
图10是示意性地表示第五实施方式的光源装置的结构的剖视图。
图11是示意性地表示第六实施方式的光源装置的结构的剖视图。
图12是示意性地表示第七实施方式的光源装置的结构的剖视图。
图13是示意性地表示第八实施方式的光源装置的结构的剖视图。
图14是示意性地表示第九实施方式的光源装置的结构的剖视图。
图15A是表示第一实施例的光源装置的结构的剖视图。
图15B是表示第一实施例的光源装置的照度分布的示意图。
图16A是表示第一比较例的光源装置的结构的剖视图。
图16B是表示第一比较例的光源装置的照度分布的示意图。
图17A是表示第二实施例的光源装置的结构的剖视图。
图17B是表示第二实施例的光源装置的照度分布的示意图。
图18A是表示第二比较例的光源装置的结构的剖视图。
图18B是表示第二比较例的光源装置的照度分布的示意图。
图19A是对表示各实施方式的变形例的菲涅耳透镜面的位置关系进行说明的俯视图。
图19B是表示在图19A中0度的直线位置上的剖面的剖视图。
图19C是表示在图19A中45度的直线位置上的剖面的剖视图。
图19D是表示在图19A中90度的直线位置上的剖面的剖视图。
图19E是表示使用了菲涅耳透镜面的变形例的透镜光源装置的照度分布的示意图。
具体实施方式
参照附图,针对本发明的实施方式的光源装置进行说明。但是,如下所示的方式例举用于体现本实施方式的技术思想的光源装置,但不限于如下的方式。另外,实施方式所述的结构配件的尺寸、材质、形状、及其相对配置等在未特别说明的情况下,并非旨在将本发明的范围只限定于此,只是单纯的说明例。需要说明的是,各附图所示的部件的大小、位置关系等为了明确说明而可能有所夸张。另外,在如下的说明中,对于相同的名称、标记,表示相同或同质的部件,适当省略详细的说明。
<第一实施方式>
如图1所示,第一实施方式的光源装置100具有:在上表面具有发光面的发光装置1、与发光装置1对置而配置的第一透镜11、以及与第一透镜11对置而配置的第二透镜31,在第一透镜11的与发光装置1对置的下表面具有:在下表面的中央配置且来自发光装置1的光所入射的入射部12、以及在入射部12的外侧配置且对从入射部12入射的光进行导光的导光部21,第二透镜31的与第一透镜11对置的下表面具有由多个环状凸部34形成的菲涅耳透镜面32。
另外,光源装置100还具有:载置有发光装置1的基板41、以及使开口部52与第二透镜31对置来进行覆盖的壳体51,第一透镜11优选固定在基板41。此外,光源装置100优选在固定于基板41的第一透镜11上固定有第二透镜31。下面,针对光源装置的各结构进行说明。
(发光装置)
如图4A所示,发光装置1在上表面具有发光面,将与上表面相反一侧的下表面作为安装面而载置在基板41。发光装置1包括:发光元件2、在发光元件2的上表面设置的透光部件4、以及除了透光部件4的上表面而覆盖发光元件2的侧面与透光部件4的侧面的覆盖部件5。需要说明的是,如图4B所示,透光部件4的侧面也可以从覆盖部件5中露出。优选在发光元件2的与上表面相反一侧的下表面设有正、负电极3。另外,发光装置1的俯视形状例如可以例举四边形,但也可以为圆形、椭圆形、三角形、六边形等多边形。
发光元件2优选由III~V族化合物半导体、II~VI族化合物半导体等各种半导体形成。作为半导体,优选使用InXAlYGa1-X-YN(0≦X、0≦Y、X+Y≦1)等氮化物类半导体,也可以使用InN、AlN、GaN、InGaN、AlGaN、InGaAlN等。
透光部件4是俯视形状为大致长方形状的板状部件,覆盖发光元件2的上表面地进行设置。透光部件4可以使用透光树脂材料、陶瓷、玻璃等无机物形成。作为树脂材料,可以使用硅树脂、硅改性树脂、环氧树脂、酚醛树脂等热硬化性树脂。另外,可以使用聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、甲基戊烯树脂、聚降冰片烯树脂等热可塑性树脂。特别是耐光性、耐热性良好硅树脂或者其改性树脂最佳。需要说明的是,在此提及的透光是指具有可将来自发光元件2的光透过60%以上的性质。此外,透光部件4也可以含有光漫射部件、将来自发光元件2的光的至少一部分进行波长转换的荧光体。作为含有荧光体的透光部件4,可以例举在上述的树脂材料、陶瓷、玻璃等中含有荧光体的材料、荧光体的烧制体等。另外,作为含有荧光体的透光部件4,也可以使用在树脂、玻璃、陶瓷等成型体的下表面具有含有荧光体的树脂层的材料。
例如通过使用蓝色发光元件作为发光元件2,透光部件4含有黄色荧光体,能够得到发白色光的发光装置1。
作为在透光部件4中含有的荧光体,例如可以例举以Y3Al5O12:Ce表示的YAG荧光体、硅酸盐等黄色荧光体、或以CaAlSiN3:Eu表示的CASN荧光体、以K2SiF6:Mn表示的KSF荧光体等红色荧光体。
作为在透光部件4中含有的光漫射部件,例如可以使用二氧化钛、钛酸钡、氧化铝、二氧化硅等。
覆盖部件5是覆盖发光元件2及透光部件4的侧面的部件,直接或间接地覆盖发光元件2及透光部件4的侧面。透光部件4的上表面从覆盖部件5中露出,构成发光装置1的发光面(也就是主要的光提取面)。覆盖部件5为了使光提取效率提高,优选由光反射率高的部件构成。覆盖部件5例如可以使用含有白色颜料等光反射物质的树脂材料。作为光反射物质,可以例举二氧化钛、氧化锌、氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁、碳酸钙、氢氧化钙、硅酸钙、硅酸镁、钛酸钡、硫酸钡、氢氧化铝、氧化铝、氧化锆、二氧化硅等,优选单独使用上述物质之中的一种,或者将上述物质之中的两种以上进行组合来使用。另外,作为树脂材料,优选将以环氧树脂、硅树脂、硅改性树脂、酚醛树脂等热硬化性树脂为主成分的树脂材料作为母材。
需要说明的是,覆盖部件5也可以根据需要,由相对于可视光具有透光性的部件构成。
(第一透镜)
第一透镜11与发光装置1的发光面对置而配置。第一透镜11将来自发光装置1的光聚集,作为平行光向第二透镜31侧射出。第一透镜11例如优选为准直透镜。另外,第一透镜11优选由聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、硅树脂、环氧树脂等透光树脂形成。需要说明的是,第一透镜11的形状优选俯视为圆形、椭圆形,也可以为四边形、六边形等多边形。
第一透镜11在与发光装置1对置的下表面具有:配置在中央且来自发光装置1的光所入射的入射部12、以及在入射部12的外侧配置为同心圆状且对从入射部12入射的光进行导光的导光部21。
入射部12是在第一透镜11的下表面形成、俯视以包含发光装置1的大小而形成的凹部。入射部12优选凹部的底面的形状俯视为圆形、椭圆形,也可以为三角形、四边形、六边形等。另外,凹部的底面在此优选形成为菲涅耳透镜面。也就是说,入射部12优选具有:配置在中央且向发光装置1侧凸出的下表面凸部14、以及在下表面凸部14的周围配置为同心圆状且在发光装置1侧成为凸状的角部16。此外,角部16优选在下表面凸部14的周围同心圆状地连续或间断而配置。角部16在此形成为一周的同心圆形状,但也可以形成为多周。通过具有角部16,能够减小下表面凸部14的半径,所以能够使来自发光装置1的光进一步折射而成为平行光,聚光性提高。需要说明的是,凹部的内侧面22优选为弯曲面,但也可以为平坦面。
导光部21在第一透镜11的下表面侧,配置在入射部12的外侧。导光部21具有将从入射部12入射的光进行反射而成为平行光的倾斜面23。导光部21优选在入射部12的周围同心圆形状地连续或者间断而形成为环状。由此,能够将从发光装置1射出的光之中、射出角较大且向希望的照射范围外射出的光由导光部21进行聚集,能够提高光提取效率。此外,倾斜面23相对于光轴的倾斜角度适当设定为可将来自发光装置1的光聚集而入射、并作为平行光能够反射的角度。
如图2所示,在第一透镜11中,从发光装置1的发光面向光轴方向射出的光从入射部12的下表面凸部14入射,在光轴方向上直线行进,向第二透镜31侧射出。另外,从发光装置1的发光面以与光轴较小的角度射出的光所入射下表面凸部14或者角部16,折射为与光轴方向平行的光,向第二透镜31侧射出。此外,从发光装置1的发光面以与光轴较大的角度射出的光从凹部的内侧面22入射,在导光部21的倾斜面23被反射,由此,作为与光轴方向平行的光,向第二透镜31侧射出。
第一透镜11的上表面具有:配置在中央且向第二透镜31侧凸出的上表面凸部17、以及在上表面凸部17的周围配置且经由与上表面凸部17连续的上表面凹部18而配置的平坦部19。而且,上表面凹部18优选在上表面凸部17的周围同心圆状且以平缓的曲线形成为凹环面状。另外,上表面凸部17优选在俯视中形成得比下表面凸部14大。通过第一透镜11具有上表面凸部17,能够使从入射部12的下表面凸部14及/或角部16入射并折射的光与平行于光轴方向的光接近。由此,容易在第二透镜31的菲涅耳透镜面32进行光控制,能够提高提取效率。另外,通过第一透镜11具有上表面凹部18,能够容易地将被倾斜面23反射的光向第二透镜侧提取。如上所述,通过第一透镜11具有倾斜面23,能够使从发光装置1射出的光与平行于光轴方向的光接近,而此外通过具有上表面凹部18,能够进一步减小倾斜面23相对于光轴的倾斜角度。由此,能够减小第一透镜11的透镜径,随之也能够减小第二透镜31的透镜径。进而随之能够减小壳体51的开口部52的直径。由此,很难看清开口部52的内部,能够提高外观的美观度。
需要说明的是,如图5所示,第一透镜11具有:具有入射部12与导光部21的第一主体部24、以及从第一主体部24的外缘向侧方延伸的第一侧缘部25。第一侧缘部25更优选具有第一上部区域25a、以及从第一上部区域25a向基板41侧延伸的第一脚部区域25b。第一上部区域25a从第一主体部24的外缘向侧方延伸,包围第一主体部24而形成为环状。第一上部区域25a的上部平坦地形成,形成为与第一主体部24的上表面凸部17的上端相同的高度。第一脚部区域25b作为一个例子而与第一上部区域25a的侧方连续并形成为筒形状。由此,第一透镜11中,第一侧缘部25的第一脚部区域25b的下表面与基板41的上表面能够经由粘接部件61进行固定,并且第一侧缘部25的第一上部区域25a的上表面与第二透镜31的下表面能够经由粘接部件61进行固定。在此,粘接部件61可以使用胶带等已知的粘接材料。第一透镜11的第一主体部24及第一侧缘部25作为一个例子而由相同的部件进行加工,一体地形成。需要说明的是,第一主体部24及第一侧缘部25也可以由不同的部件形成,例如,可以由透过光的树脂或玻璃材料形成第一主体部24,由铝合金等金属形成第一侧缘部25。
(第二透镜)
第二透镜31与第一透镜11对置而配置,使从第一透镜11射出的光折射,并向希望的照射范围***出。第二透镜31与第一透镜11相同,优选由聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、硅树脂、环氧树脂等透光树脂形成。需要说明的是,第二透镜31的外形形状优选俯视为圆形、椭圆形,也可以为四边形、六边形等多边形。
第二透镜31优选是菲涅耳透镜这样的具有凸部或者凹部的透镜。第二透镜31在与第一透镜11对置的下表面具有由多个环状凸部34形成的菲涅耳透镜面32。菲涅耳透镜面32具有:向第一透镜11侧凸出的中央凸部33、以及在中央凸部33的外侧同心圆状地配置且在第一透镜11侧成为凸状的多个环状凸部34。多个环状凸部34优选在俯视中相对于中央凸部33配置为同心状,形成为沿中央凸部33的形状成为环状的形状。也就是说,当中央凸部33俯视为圆形时,凸部34俯视形成为圆环状,当中央凸部33俯视为长方形时,凸部34俯视形成为长方形环状。菲涅耳透镜面32优选俯视形成为包含第一透镜11的入射部12及导光部21的大小。
需要说明的是,第二透镜31的菲涅耳透镜面32具有来自第一透镜1的光所入射的多个菲涅耳面35a、以及位于该菲涅耳面35a间的***面35b,来作为多个环状的凸部34,。在菲涅耳透镜面32中,菲涅耳面35a主要具有光学功能,通过调整菲涅耳面35a与透镜的光轴的角度,能够使来自菲涅耳面35a的入射光折射为希望的角度。菲涅耳面35a及***面35b的剖面形状可以为直线,也可以为向内侧凹进或凸出的曲线。
从第一透镜11射出且入射第二透镜31的光之中、从第一透镜11的中央部射出的光所入射第二透镜31的中央凸部33,且向光轴方向及聚光的方向射出。另外,从第一透镜11的中央部以外射出的光所入射凸部34,并向希望的照射范围***出。即,从第一透镜11射出的光作为与光轴大致平行光,入射第二透镜31。因此,在第二透镜31中,通过使入射凸部34的入射透镜面35的光折射并向希望的照射范围***出,能够使光源装置100的发光效率提高。
需要说明的是,如图6所示,第二透镜31优选具有:具有菲涅耳透镜面32且在菲涅耳透镜面32的相反一侧具有与壳体51的开口部52对置的平坦面36的第二主体部37、以及从第二主体部37的外缘向侧方延伸的第二侧缘部38。需要说明的是,第二侧缘部38优选具有:从第二主体部37的外缘向第一透镜11侧延伸的第二脚部区域38a、以及与第二脚部区域38a的下端连续并向侧方延伸的第二安装区域38b。平坦面36俯视以与菲涅耳透镜面32相同或更大的大小形成,在第二主体部37***壳体51的开口部52时,形成为与壳体51的上表面相同的高度。
第二侧缘部38从第二主体部37的外缘向侧方延伸,形成为环状,上表面形成为与平坦面36相同的面。第二脚部区域38a形成为使下端面位于比菲涅耳透镜面32的下表面更靠近下方。第二安装区域38b从第二脚部区域38a的下部侧面向侧方延伸,形成为环状。第二安装区域38b的下端平坦地形成,形成为与第二脚部区域38a的下端相同的平面。而且,第二安装区域38b优选与第一透镜11的第一上部区域25a面对地进行配置。由此,能够经由粘接部件61固定第一侧缘部25的上表面与所述第二侧缘部38的下表面。需要说明的是,在第二透镜31中,在第一透镜11的比第一上部区域25a更靠近中心侧形成有第二脚部区域38a。也就是说,如图3所示,在俯视中,第二透镜31包含在第一透镜11内地进行固定。
第二透镜31通过使第二脚部区域38a的下表面位于比菲涅耳透镜面32更靠近下方,能够将第一透镜11的第一主体部24与第二透镜31的第二主体部37分离而配置。由此,能够抑制第一透镜11与第二透镜31干涉。
另外,在第二透镜31中,优选使第二主体部37的平坦面36露出地***壳体51的开口部52,并且使第二脚部区域38a的外周面与开口部52的内周面抵接地进行设置。另外,在光源装置100中,优选第二透镜31的第二侧缘部38的下表面与第一透镜11的第一侧缘部25的上表面经由粘接部件61进行固定。
(基板)
基板41优选载置有发光装置1,且具有在表面及/或内部配置的配线42而构成。在基板41上,经由导电粘接部件62将配线42与发光装置1的正、负电极3连接,由此,将基板41与发光装置1电连接。需要说明的是,基板41的配线42根据发光装置1的电极3的结构、以及大小来设定结构、大小等。
基板41优选使用绝缘材料,并且优选使用使从发光装置1射出的光、外部光等难以透过的材料,优选使用具有某种程度的强度的材料。具体而言,基板41可以由矾土、氮化铝、莫来石等陶瓷、酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、BT树脂(bismaleimide triazineresin:双马来酰亚胺三嗪树脂)、聚邻苯二甲酰胺等树脂构成。
配线42可以由铜、铁、镍、钨、铬、铝、银、金、钛、钯、铑或者上述金属的合金等构成。另外,从导电粘接部件62的濡湿性及/或光反射性等角度出发,也可以在配线42的表层设有银、铂、铝、铑、金或者上述金属的合金等的层。
(壳体)
壳体51使开口部52与第二透镜31对置来进行覆盖,例如,也可以是将光源装置100作为闪光灯光源而利用的手机的壳体的一部分。开口部52为了使第二透镜31的第二主体部37的平坦面36露出,优选形成得比第二主体部37大。另外,壳体51也可以具有用于与基板41进行固定的脚部53。此外,壳体51优选由遮光部件形成,为了能够限制从光源装置100射出的光的配光方向,例如优选由光反射部件、光吸收部件等含有填料的树脂材料等构成。开口部52的形状可以例举俯视为圆形、椭圆形、三角形、四边形、六边形等。
光源装置100通过具有第一透镜11,能够将来自发光装置1的光聚集,作为平行光而射出。然后,由第一透镜11聚集的光从第二透镜31的菲涅耳透镜面32入射,结合希望的照射范围射出。其结果是,在光源装置100中,能够无损失地向希望的照射范围内集中光,所以,发光效率提高。另外,在光源装置100中,通过在射出面(顶面)侧配置的第二透镜31具有菲涅耳透镜面32,能够很难看清光源装置100内部的发光装置1,并能够提高外观的美观性。
在光源装置100中,如上所述将第一透镜11固定在基板41,在固定于基板41的第一透镜11上固定在壳体51的开口部52***有第二主体部37的第二透镜31。因此,在将光源装置100作为手机等的闪光灯光源加以利用时,能够减薄光源装置100的装置厚度H1。其结果是,可以有助于手机的薄型化。
<第二实施方式>
图7是示意性地表示第二实施方式的光源装置的结构的剖视图。
第二实施方式的光源装置100A除了第二透镜31固定在壳体51、以及第一透镜11A的第一侧缘部25实际上只由第一上部区域25a形成以外,具有与第一实施方式的光源装置100相同的结构。下面,以与光源装置100不同的部分为中心进行说明,对于相同的结构,适当进行省略。
光源装置100A具有:载置有发光装置1的基板41、使开口部52与第二透镜31对置来进行覆盖的壳体51、以及与第二透镜31对置而配置的第一透镜11A。而且,第一透镜11A具有:具有入射部12与导光部21的第一主体部24、以及从第一主体部24的外缘向侧方延伸的第一侧缘部25A。另外,第一侧缘部25A具有第一上部区域25a。而且,第一透镜11A在第一上部区域25a经由粘接部件61与第二透镜31的第二安装区域38b连接,与基板41分离而配置。因此,第一透镜11A能够缩短至发光装置1的距离,将装置整体形成得更薄。另外,因为能够在接合了第一透镜11A及第二透镜31的状态下安装在壳体51,所以能够使制造作业效率提高。另外,第一透镜11A及第二透镜31能够在安装于壳体51之前使光轴整合,容易进行位置关系的调整作业,并能够抑制第一透镜11A的光轴与第二透镜31的光轴偏离。此外,能够抑制因透镜彼此偏离而使外观的观感变差。
<第三实施方式>
图8是示意性地表示第三实施方式的光源装置的结构的剖视图。
第三实施方式的光源装置100B除了第一透镜11固定在基板41、第二透镜31固定在壳体51、以及第一透镜11与第二透镜31未相互固定以外,具有与第一实施方式的光源装置100相同的结构。
光源装置100B在第二透镜31的第二安装区域38b的上表面,经由粘接部件61,将第二透镜31安装在壳体下表面51a,并且在第一透镜11的第一脚部区域25b的下表面经由粘接部件61,将第一透镜11安装在基板41。这样在光源装置100B中,通过将第一透镜11安装在基板41,将第二透镜31安装在壳体51,能够在制造作业的流程中提高灵活性。
<第四实施方式>
图9是示意性地表示第四实施方式的光源装置的结构的剖视图。
第四实施方式的光源装置100C除了在壳体51的开口部52嵌入有透明部件54、以及第二透镜31C的第二侧缘部38C实际上只由第二脚部区域38a形成以外,具有与第一实施方式的光源装置100相同的结构。需要说明的是,透明部件54优选由玻璃、透明树脂等构成。
光源装置100C具有:载置有发光装置1的基板41、具有开口部52的壳体51、第一透镜11、以及第二透镜31C,在开口部52中嵌入有透明部件54。而且,光源装置100C使第一透镜11的中心及第二透镜31的中心位于透明部件54的中心而配置。需要说明的是,第二透镜31C具有:具有菲涅耳透镜面32且在菲涅耳透镜面32的相反一侧具有平坦面36的第二主体部37、以及从第二主体部37的外缘向侧方延伸的第二侧缘部38C。
而且,作为第二侧缘部38C,具有从第二主体部37的外缘向侧方延伸的第二脚部区域38a。第二脚部区域38a使下端面位于比菲涅耳透镜面32更靠近下方而形成。另外,第二脚部区域38a在第二主体部37的外缘形成为筒状。第二脚部区域38a使其下端面与第一透镜11的第一上部区域25a面对而形成。
第二透镜31C在第二脚部区域38a的上表面经由粘接部件61而与壳体51的壳体下表面51a连接,并且在第二脚部区域38a的下端面经由粘接部件61而与第一透镜11的第一上部区域25a连接。另外,第一透镜11中,基板41的上表面与第一脚部区域25b的下表面经由粘接部件61进行固定。
在光源装置100C中,因为作为保护部件而具有透明部件54,所以第二透镜31的平坦面36不会向壳体51外部露出,能够抑制劣化。另外,在将光源装置100C作为手机的闪光灯光源而加以利用时,在与发光装置1之间存在有透明部件54、第二透镜31及第一透镜11,可以很难看清光源装置100C内部的发光装置1,能够使外观的美观度提高。此外,光源装置100C由粘接部件61粘接的位置较多,所以能够防止因碰撞而使位置偏离等。
<第五实施方式>
图10是示意性地表示第五实施方式的光源装置100D的结构的剖视图。
第五实施方式的光源装置100D除了第二透镜31C固定在壳体51、以及第一透镜11A的第一侧缘部25A实际上只由第一上部区域25a形成以外,具有与第四实施方式的光源装置100C相同的结构。
光源装置100D具有:载置有发光装置1的基板41、使开口部52与第二透镜31C对置来进行覆盖的壳体51、以及与第二透镜31C对置而配置的第一透镜11A,在开口部52嵌入有透明部件54。而且,第一透镜11A具有:具有入射部12与导光部21的第一主体部24、以及从第一主体部24的外缘向侧方延伸的第一侧缘部25A。另外,第一侧缘部25A实际上只由第一上部区域25a形成。此外,第二透镜31C具有:具有菲涅耳透镜面32且在菲涅耳透镜面32的相反一侧具有平坦面36的第二主体部37、以及从第二主体部37的外缘向侧方延伸的第二侧缘部38C。而且,第二侧缘部38C具有从第二主体部37的外缘向侧方延伸的第二脚部区域38a。
此外,第二透镜31C为了使第二主体部37的平坦面36与透明部件54对置,开口部52的周缘的壳体下表面51a与第二脚部区域38a的上表面经由粘接部件61进行固定。另外,第二透镜31C中,第二侧缘部38C的第二脚部区域38a的下表面与第一透镜11A的第一侧缘部25A的第一上部区域25a的上表面经由粘接部件61进行固定。需要说明的是,第一透镜11A及第二透镜31C优选使透明部件54的中心、第一透镜11A的光轴中心、以及第二透镜31C的光轴中心对齐地进行配置。
在光源装置100D中,能够在将第一透镜11A及第二透镜31C由粘接部件61已粘接的状态下,在壳体51的壳体下表面51a经由粘接部件61而与透明部件54面对,并设置在壳体51,作业效率良好。
此外,结合开口部52的位置,能够容易地调整已粘接的第一透镜11A及第二透镜31C的位置关系,由此,能够抑制与开口部52偏离,并能够抑制因偏离而使外观的观感变差。
<第六实施方式>
图11是示意性地表示第六实施方式的光源装置100E的结构的剖视图。
第六实施方式的光源装置100E除了第一透镜11固定在基板41、第二透镜31E固定在壳体51、第二透镜31的第二侧缘部38E实际上只由第二脚部区域38a形成、以及由粘接部件61粘接的位置不同以外,具有与第四实施方式的光源装置100C相同的结构。
光源装置100E具有:载置有发光装置1的基板41、使开口部52与第二透镜31E对置来进行覆盖的壳体51、以及与第二透镜31E对置而配置的第一透镜11,在开口部52中嵌入有透明部件54。而且,第一透镜11具有:具有入射部12与导光部21的第一主体部24、以及从第一主体部24的外缘向侧方延伸的第一侧缘部25,第一侧缘部25具有:从第一主体部24的外缘向侧方延伸的第一上部区域25a、以及从第一上部区域25a向基板41侧延伸的第一脚部区域25b。
另外,第二透镜31E具有:具有菲涅耳透镜面32且在菲涅耳透镜面32的相反一侧具有平坦面36的第二主体部37、以及从第二主体部37的外缘向侧方延伸的第二侧缘部38。而且,第二透镜31E使第二主体部37的平坦面36与透明部件54对置地进行配置。另外,在第二侧缘部38E中,第二脚部区域38a的下表面位于比菲涅耳透镜面32更靠近上方。第二脚部区域38a从第二主体部37的外缘向侧方延伸并具有规定的厚度地形成。第二透镜31E中,开口部52的周缘的壳体下表面51a与第二脚部区域38a的上表面经由粘接部件61进行固定。
另外,第一透镜11中,基板41的上表面与第一脚部区域25b的下表面经由粘接部件61进行固定。需要说明的是,第二透镜31E为了能够与第一透镜11隔着规定的间隔进行配置,通过粘接部件61而与壳体下表面51a连接。另外,第一透镜11及第二透镜31E优选使各自的光轴中心与透明部件54的中心对齐地进行配置。
在光源装置100E中,因为将第一透镜11安装在基板41侧,将第二透镜31E安装在壳体51侧,所以,容易单独更换第一透镜11与第二透镜31E。在光源装置100E中,因为将第二透镜31E安装在壳体51侧,所以,外观的美观度提高。
<第七实施方式>
图12是示意性地表示第七实施方式的光源装置100F的结构的剖视图。
第七实施方式的光源装置100F除了在固定于基板41的第一透镜11上固定的第二透镜31C未固定在壳体51以外,具有与第四实施方式的光源装置100C相同的结构。
在光源装置100F中,因为在第一透镜11固定的第二透镜31C未固定在壳体51,所以能够同时更换第一透镜11与第二透镜31C。另外,在光源装置100F中,能够在将第一透镜11固定在基板41后,在固定于基板41的第一透镜11上固定第二透镜31C。也就是说,能够在结合发光装置1的位置配置第一透镜11后,配置第二透镜31C。由此,能够抑制因发光装置1的光轴与透镜的中心偏离而使光学特性恶化、使外观的观感变差。
上述实施方式的光源装置100A至100F各自具有:与发光装置对置而配置的第一透镜、以及与第一透镜对置而配置的第二透镜两块透镜。这样,通过将第一透镜11与第二透镜31两块透镜重叠来使用,例如能够利用第一透镜的入射面与射出面两个面进行聚光,所以能够对应于更复杂的光学设计。此外,通过将第二透镜的上表面作为平坦面,使平坦面露出地将第二透镜***壳体的开口部中,能够形成为与壳体一体化的光源。
这样,通过将第一透镜11及第二透镜31两块透镜组合进行使用,能够与光源和壳体结合,灵活地对应。
<第八实施方式>
图13是示意性地表示第八实施方式的光源装置100G的结构的剖视图。
第八实施方式的光源装置100G除了没有第二透镜31C、以及在基板41固定的第一透镜11B的上表面由菲涅耳透镜面32构成以外,具有与第七实施方式的光源装置100F相同的结构。另外,在光源装置100G中,菲涅耳透镜面32具有:成为射出面且在壳体51侧成为凸状的中央凸部33、以及沿中央凸部33的形状配置为同心圆形状且在壳体51侧成为凸状的多个环状凸部34。此外,在光源装置100G中,因为第一透镜11B具有菲涅耳透镜面32,所以,第一主体部24A及第一侧缘部25B(第一上部区域25a)的厚度与光源装置100F的第一透镜11的第一主体部24及第一侧缘部25(第一上部区域25a)相比,构成得较厚。
在光源装置100G中,第一透镜11B具有:由入射部12与导光部21形成的下表面、以及由菲涅耳透镜面32形成的上表面。因此,在光源装置100G中,由于从第一透镜11B的下表面无损失地导入来自发光装置1的光,能够实现光损失的减少,并且直接减小了壳体51的开口部52的尺寸,能够提高发光效率,并进行对广角配光的控制。另外,在光源装置100G中,能够抑制因发光装置1的光轴与第一透镜11B的中心偏离而使光学特性恶化、使外观的观感变差。
<第九实施方式>
图14是示意性地表示第九实施方式的光源装置100H的结构的剖视图。
第九实施方式的光源装置100H除了没有第二透镜31C、以及在壳体51固定的第一透镜11C的上表面由菲涅耳透镜面32构成以外,具有与第五实施方式的光源装置100D相同的结构。另外,在光源装置100H中,菲涅耳透镜面32具有:成为射出面且在壳体51侧成为凸状的中央凸部33、以及沿中央凸部33的形状配置为同心圆形状且在壳体51侧成为凸状的多个环状凸部34。此外,在光源装置100H中,因为第一透镜11C具有菲涅耳透镜面32,所以,第一主体部24A及第一侧缘部25C(第一上部区域25a)的厚度与光源装置100D的第一透镜11A的第一主体部24及第一侧缘部25A(第一上部区域25a)相比,构成得较厚。
在光源装置100H中,结合开口部52的位置,能够容易地调整第一透镜11C的位置关系,由此,能够抑制与开口部52偏离,并能够抑制外观的观感变差。
在上述实施方式的光源装置100G及100H中,各光源装置具有与发光装置对置而配置的第一透镜,作为光学透镜。第一透镜的下表面将来自发光装置的光聚集,被聚集的光由第一透镜的上表面的菲涅耳透镜面折射,向希望的照射范围射出。这样的光源装置与使用两块透镜的装置相比,简化了光学设计,却能够使光源装置进一步小型化。
需要说明的是,如图19A至图19D所示,在如上说明的各实施方式的菲涅耳透镜面32中,位于相同的圆周上的菲涅耳面35a的倾斜角度也可以在周向上不同。即,菲涅耳透镜面32具有:中央的中央凸部33、以及沿中央凸部33的形状形成为同心圆状且由菲涅耳面35a和***面35b构成的环状凸部34,也可以使菲涅耳面35a相对于光轴的倾斜角度在俯视的周向上不同而形成。由此,能够将配光调整为任意的形状。
例如,为了将照射范围控制在纵长长方形状的相机的视角内,调整菲涅耳面35a的倾斜角度,以使照射范围在纵向上比横向、在倾斜方向上比纵向更扩展,由此,能够在相机的视角内有效地进行照射。具体而言,菲涅耳透镜面32针对与更希望扩展照射范围AE的方向对应的径向,使菲涅耳面35a相对于光轴OP的倾斜角度θ比其它位置的菲涅耳面35a相对于光轴OP的倾斜角度θ小。或者菲涅耳透镜面32在与更希望抑制照射区域AE扩展的方向对应的位置上使菲涅耳面35a相对于光轴OP的倾斜角度θ比其它位置的菲涅耳面35a相对于光轴OP的倾斜角度θ大。
也就是说,如图19A及图19E所示,菲涅耳透镜面32形成为,例如将控制左右方向的照射范围的径向EA1作为基准,使菲涅耳面相对于光轴OP的倾斜角度按照控制上下方向的照射范围的径向EA3、控制左右方向与上下方向之间的倾斜方向的照射范围的径向EA2、EA4的顺序减小。在此,将菲涅耳面35相对于光轴OP的倾斜角度θ在EA1剖面上设定为55°,在EA3剖面上设定为51°,在EA2、EA4剖面上设定为42°。需要说明的是,在各径向EA1、EA2、EA3、EA4之间,菲涅耳面35相对于光轴OP的倾斜角度θ沿周向平缓地变化。因此,菲涅耳面35在周向上看不到明显的边界。需要说明的是,在图19E中,箭头E11、E12、E13、E14、E21、E22以箭头的长度相对地表示了光进行照射的范围的扩展的大小。在此,表示了方向E11、E12、E13、E14的光进行照射的范围的扩展比方向E21、E22大。
下面,针对使用实施例及比较例的光源装置的模型进行的光学模拟进行说明。需要说明的是,光源装置不限于如下的实施例。
图15A是表示第一实施例的光源装置的结构的剖视图。图16A是表示第一比较例的光源装置的结构的剖视图。
<第一实施例>
作为第一实施例,准备了图15A所示的光源装置100I的模型。光源装置100I除了不具有壳体51以外,具有与第七实施方式的光源装置100F相同的结构。
如图5、图15A所示,在光源装置100I中,第一透镜11在其下表面上,具有:入射部12,其由俯视配置在下表面中央且形成为外径是0.66mm的圆形状的下表面凸部14、以及与下表面凸部14的外周连续且以宽度0.4mm配置为圆形环状的角部16形成;导光部21,其与角部16的外周连续且以宽度1mm配置为圆形环状。另外,第一透镜11在其上表面上,具有:俯视配置在上表面中央且形成为外径是2.1mm的圆形状的上表面凸部17、以及经由与上表面凸部17连续的上表面凹部18且以宽度0.66mm配置为圆形环状的平坦部19。
如图15A、以及相当于第二透镜31C的第二透镜31的俯视图即图6所示,在光源装置100I中,第二透镜31C在其下表面具有菲涅耳透镜面32。第二透镜31C具有:俯视配置在菲涅耳透镜面32的中心且形成为半径是0.18mm的圆形状的中央凸部33、在距离菲涅耳透镜面的中心最远的半径为1.6mm的位置具有顶点且与中央凸部33配置为同心圆状的凸部34、以及在该凸部34与中央凸部33之间与中央凸部33同心圆状且等间隔配置的多个凸部34。另外,在第二透镜31C的上表面具有俯视形成为半径是2.1mm的圆形状的平坦面36。需要说明的是,假设在光源装置100I中具有四个凸部34。
使用光源装置100I的模型,通过模拟在如下的测量条件下对照度分布进行测量,并且测量了中心照度及发光效率。图15B表示了示意性地表示照度分布的示意图。另外,被测量的中心照度为684lx,发光效率为43%。
(测量条件)
评估用受光器的尺寸:280×370mm
发光装置与评估用受光器的距离:300mm
评估用受光器的视角:75度
发光装置的发光面尺寸:0.8×0.8mm
发光装置顶面与第一透镜的距离:0.1mm
发光装置的光束:190lm
发光效率:(在视角为75度的受光器内的受光量)/(发光装置的光束)
<第一比较例>
作为第一比较例,准备了图16A所示的光源装置200的模型。光源装置200不具有第一透镜11。为了进行比较,优化透镜形状,以使第二透镜31C的菲涅耳透镜面32的菲涅耳形状具有与第一实施例的光源装置100I相同的照度。需要说明的是,在光源装置200中,较长地调整第二侧缘部38C的第二脚部区域38a的长度,以使第二透镜31C的菲涅耳透镜面32与发光装置1不接触。
与第一实施例相同,使用光源装置200的模型,通过模拟测量照度分布,并且测量了中心照度及发光效率。图16B表示了示意性地表示照度分布的示意图。另外,被测量的中心照度为574lx,发光效率为38%。
第一实施例的光源装置100I与第一比较例的光源装置200相比,中心照度提高了19%,发光效率提高了5%。在第一实施例中,能够将从第一透镜11射出的光之中向希望的照射范围外射出的光由第二透镜31C的菲涅耳透镜面32向希望的照射范围内折射,所以,中心照度及发光效率提高。
图17A是表示第二实施例的光源装置的结构的剖视图。图18A是表示第二比较例的光源装置的结构的剖视图。
<第二实施例>
作为第二实施例,准备了图17A所示的光源装置100J的模型。光源装置100J除了不具有第二透镜31C、而是在第一透镜11B的上表面设有与第二透镜31C相同的菲涅耳透镜面32以外,具有与第一实施例的光源装置100I相同的结构。需要说明的是,在光源装置100J中,在第一透镜11B的下表面设置的入射部12只由下表面凸部14形成。
使用光源装置100J的模型,与第一实施例相同地通过模拟测量照度分布,并且测量了中心照度及发光效率。图17B表示了示意性地表示照度分布的示意图。另外,被测量的中心照度为1026lx,发光效率为46%。需要说明的是,在模拟的测量条件下,评估用受光器的尺寸为280×370mm,评估用受光器的视角为75度。
<第二比较例>
作为第二比较例,准备了图18A所示的光源装置200A的模型。光源装置200A除了第一透镜11D的上表面由平坦面构成以外,具有与第二实施例的光源装置100J相同的结构。
与第二实施例相同,使用光源装置200A的模型,通过模拟测量照度分布,并且测量了中心照度及发光效率。图18B表示了示意性地表示照度分布的示意图。另外,被测量的中心照度为946lx,发光效率为44%。
第二实施例的光源装置100J与第二比较例的光源装置200A相比,中心照度提高了8%,发光效率提高了2%。在第二实施例中,能够将由入射部12聚集的光之中、向希望的照射范围外射出的光由菲涅耳透镜面32向希望的照射范围内折射,所以,中心照度及发光效率提高。
如上说明的各结构可以进行各种变更。例如,也可以在第一透镜中增加菲涅耳透镜面的角部16的数量,或者适当改变菲涅耳透镜面的曲率。另外,虽然使各第二透镜的平坦面为与壳体的表面相同的平面,但也可以在该平坦面粘贴防护片,使该防护片为与壳体相同的平面。
附图标记说明
1发光装置;2发光元件;3电极;4透光部件;5覆盖部件;11,11A,11B,11C,11D第一透镜;12入射部;14下表面凸部;16角部;17上表面凸部;18上表面凹部;19平坦部;21导光部;22内侧面;23倾斜面;24,24A第一主体部;25,25A,25B,25C第一侧缘部;25a第一上部区域;25b第一脚部区域;31,31C,31E第二透镜;32菲涅耳透镜面;33中央凸部;34凸部;35入射透镜面;36平坦面;37第二主体部;38,38C,38E第二侧缘部;38a第二脚部区域;38b第二安装区域;41基板;42配线;51壳体;51a壳体下表面;52开口部;53脚部;54透明部件;61粘接部件;62导电粘接部件;100,100A,100B,100C,100D,100E,100F,100G,100I,100J,200,200A光源装置。
Claims (13)
1.一种光源装置,其特征在于,
具有:在上表面具有发光面的发光装置、与所述发光装置对置而配置的第一透镜、以及与所述第一透镜对置而配置的第二透镜,
在所述第一透镜的与所述发光装置对置的下表面具有:在下表面的中央配置且来自所述发光装置的光所入射的入射部、以及在所述入射部的外侧配置且对从所述入射部入射的光进行导光的导光部,
所述第二透镜的与所述第一透镜对置的下表面具有由多个环状凸部形成的菲涅耳透镜面。
2.如权利要求1所述的光源装置,其特征在于,
所述入射部是在所述第一透镜的下表面形成的凹部。
3.如权利要求2所述的光源装置,其特征在于,
所述第一透镜的下表面在所述凹部的底面具有向所述发光装置侧凸出的下表面凸部。
4.如权利要求1至3中任一项所述的光源装置,其特征在于,
所述第一透镜的上表面具有:在中央配置的上表面凸部、以及经由与所述上表面凸部连续的上表面凹部而配置的平坦部。
5.如权利要求1至4中任一项所述的光源装置,其特征在于,
还具有:载置有所述发光装置的基板、以及使开口部与所述第二透镜对置来进行覆盖的壳体,
所述第一透镜固定在所述基板。
6.如权利要求1至4中任一项所述的光源装置,其特征在于,
还具有:载置有所述发光装置的基板、以及使开口部与所述第二透镜对置来进行覆盖的壳体,
所述第二透镜固定在所述壳体。
7.如权利要求1至4中任一项所述的光源装置,其特征在于,
还具有:载置有所述发光装置的基板、以及使开口部与所述第二透镜对置来进行覆盖的壳体,
所述第一透镜固定在所述基板,所述第二透镜固定在壳体。
8.如权利要求5或6所述的光源装置,其特征在于,
所述第一透镜具有:具有所述入射部与所述导光部的第一主体部、以及从所述第一主体部的外缘向侧方延伸的第一侧缘部,
所述第二透镜具有:具有所述菲涅耳透镜面且在所述菲涅耳透镜面的相反一侧具有与所述开口部对置的平坦面的第二主体部、以及从所述第二主体部的外缘向侧方延伸的第二侧缘部,
所述第一侧缘部的上表面与所述第二侧缘部的下表面经由粘接部件进行固定。
9.一种光源装置,其特征在于,
具有:在上表面具有发光面的发光装置、以及与所述发光装置对置而配置的第一透镜,
在所述第一透镜的与所述发光装置对置的下表面具有:在下表面的中央配置且来自所述发光装置的光所入射的入射部、以及在所述入射部的外侧配置且对从所述入射部入射的光进行导光的导光部,
在所述第一透镜的下表面的相反一侧的上表面具有由多个环状凸部形成的菲涅耳透镜面。
10.如权利要求9所述的光源装置,其特征在于,
还具有:载置有所述发光装置的基板、以及使开口部与所述第一透镜对置来进行覆盖的壳体,
所述第一透镜固定在所述基板。
11.如权利要求9所述的光源装置,其特征在于,
还具有:载置有所述发光装置的基板、以及使开口部与所述第一透镜对置来进行覆盖的壳体,
所述第一透镜固定在所述壳体。
12.如权利要求10或11所述的光源装置,其特征在于,
所述第一透镜具有:第一主体部,其具有所述入射部、所述导光部、以及菲涅耳透镜面;第一侧缘部,其从所述第一主体部的外缘向侧方延伸。
13.如权利要求1至12中任一项所述的光源装置,其特征在于,
在所述菲涅耳透镜面上,多个所述环状凸部具有:来自所述第一透镜的光所入射的多个菲涅耳面、以及位于所述菲涅耳面间的***面,
所述菲涅耳面相对于所述第二透镜面的光轴的倾斜角度在周向上不同。
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