CN116249934A - 光源装置和导光阵列部 - Google Patents
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Abstract
提供一种无论光源部的排列如何都可向与该排列不同的排列照射光的光源装置和导光阵列部。光源装置具有照射光的多个光源部,其中,所述光源部具有发光元件和导光部件,所述多个光源部在圆形平面形状的配置区域内以至少组合矩形格子形状和三角形格子形状的方式配置或呈同心圆形状配置,所述多个光源部各自照射的所述光在被照射区域内排列成矩阵。
Description
技术领域
本公开涉及一种光源装置和导光阵列部。
背景技术
现有技术中公开了一种光照射装置,其中,在预定平面区域内以等间隔方式呈2维排列的多个发光二极管上分别安装有透镜盖,从透镜盖射出的出射光的指向角从平面区域的中心朝向外周侧逐渐变窄。该光照射装置中,光源的排列与光源所照射的光的排列相同(例如,参见专利文件1)。
[引证文件]
[专利文件]
[专利文件1](日本)特开2015-167512号公报
发明内容
[要解决的技术问题]
本公开的目的在于提供一种光源装置和导光阵列部,无论光源部的排列如何都能向与该排列不同的排列照射光。
[技术方案]
本公开的一个实施方式的光源装置具有用于照射光的多个光源部,所述光源部具有发光元件和导光部件,所述多个光源部在圆形平面形状的配置区域内以至少组合矩形格子形状和三角形格子形状的方式配置或呈同心圆形状配置,所述多个光源部各自照射的所述光在被照射区域内排列成矩阵。
本公开的一个实施方式的光源装置具有用于照射光的多个光源部,所述光源部具有发光元件和导光部件,所述多个光源部各自照射的所述光在被照射区域内排列成矩阵,所述多个光源部的至少一部分在配置区域内被排列为与所述被照射区域中的所述光的排列不同的状态。
本公开的一个实施方式的导光阵列部具备多个导光部件,所述多个导光部件各自对从发光元件入射的光进行导光后使其射出并照射至被照射区域,所述多个导光部件在圆形平面形状的配置区域内以至少组合矩形格子形状和三角形格子形状的方式配置或呈同心圆形状配置,所述导光部件各自照射的所述光在所述被照射区域内排列成矩阵。
本公开的一个实施方式的导光阵列部具备多个导光部件,所述多个导光部件各自对从发光元件入射的光进行导光后使其射出并照射至被照射区域,所述多个导光部件各自照射的所述光在所述被照射区域内排列成矩阵,所述多个导光部件的至少一部分在配置区域内被排列为与所述被照射区域中的所述光的排列不同的状态。
[有益效果]
根据本公开的一个实施方式,能够提供一种光源装置和导光阵列部,无论光源部的排列如何都可向与该排列不同的排列照射光。
附图说明
[图1]图1是实施方式的光源装置的照明状态的一例的示意图。
[图2A]图2A是实施方式的光源装置的外观示例的平面图。
[图2B]图2B是实施方式的光源装置的外观示例的侧视图。
[图3A]图3A是实施方式的光源装置的构成示例的透视图。
[图3B]图3B是图3A的III-III箭头方向的剖面放大图。
[图4]图4是图3B的区域B的局部放大图。
[图5]图5是LED的构成示例的示意图。
[图6]图6是各种光源部的配置示例的示意图。
[图7]图7是多个光源部各自的光轴的方向的一例的示意图。
[图8]图8是配置区域的中心轴和光源部的光轴的方向(朝向)之间的关系的一例的示意图。
[图9]图9是各光源部发出的照射光在被照射区域内的排列示例的示意图。
[图10A]图10A是变形例的多个光源部的配置的第1例的示意图。
[图10B]图10B是变形例的多个光源部的配置的第2例的示意图。
[图10C]图10C是变形例的多个光源部的配置的第3例的示意图。
[图10D]图10D是变形例的多个光源部的配置的第4例的示意图。
[图10E]图10E是变形例的多个光源部的配置的第5例的示意图。
[图11]图11是实施例的光源装置和参考例的光源装置的比较图。
[图12]图12是照度均匀性的说明图。
[图13A]图13A是实施例的光源装置发出的照射光的照度分布图。
[图13B]图13B是参考例的光源装置发出的照射光的照度分布图。
具体实施方式
下面参见附图对用于实施发明的方式进行说明。需要说明的是,下面的描述中,多个附图中出现的相同符号的部分表示相同或等同的部分或部件。
此外,以下所述的实施方式仅是用于体现本发明的技术思想的光源装置的例示,本发明并不限定于以下所示的实施方式。下文中记载的构成部件的尺寸、材质(材料)、形状、相对配置(布置/设置)等旨在说明而非限制本发明的范围,除非另有说明。另外,为了清楚地进行解释,还存在对附图所示的部件的大小、位置关系等进行了夸大的情形。
下面所示的附图中存在由X轴、Y轴及Z轴来表示方向的情况,但是,将沿X轴的X方向设为实施方式的光源装置所具备的多个光源部进行排列时的排列平面内的预定方向,将沿Y轴的Y方向设为在该排列平面内与X方向正交的方向,并将沿Z轴的Z方向设为与该排列平面正交的方向。
此外,将X方向上箭头朝向的方向记为+X方向,将与+X方向相反的方向记为-X方向,将Y方向上箭头朝向的方向记为+Y方向,将与+Y方向相反的方向记为-Y方向,将Z方向上箭头朝向的方向记为+Z方向,并将与+Z方向相反的方向记为-Z方向。实施方式中,作为一例,假设多个光源部向+Z方向侧照射光。但是,这并不限制光源装置在使用过程中的朝向,光源装置的朝向可为任意朝向。
下面,以具有实施方式的光源装置的智能手机为例对实施方式进行说明。
[实施方式]
<光源装置1的照明示例>
首先,参见图1对本实施方式的光源装置1所进行的照明进行说明。图1是光源装置1的照明状态的一例的说明图。
如图1所示,智能手机100具有背面面板101和光源装置1。背面面板101是构成智能手机100的框体的一部分的板状部件,设置在与配置有触控面板等的智能手机100的操作部的前面部分相反的一侧。背面面板101上形成有大致圆形的贯穿孔102。
光源装置1以能通过上述贯穿孔102照射光的方式设置在智能手机100的框体内。光源装置1例如是在手电筒等的用于携带的照明器具、发出用于拍摄照片的闪光(flash)的照明器具等的用途中所使用的闪光灯。
光源装置1朝向沿贯穿孔102的中心轴的方向(+Z方向)进行照射光2的照射,对存在于照射方向上的人物、物体等的对象进行照明。此外,如图1所示,光源装置1被构成为能对矩形形状的区域即被照射区域3进行照明。作为一例,被照射区域3是沿X方向的长边长度和沿Y方向的短边长度之比为4比3的长方形状区域。
需要说明的是,被照射区域3并不限定于墙面、屏幕等的平面形状的对象的表面区域,也可为具有凹凸的对象的表面区域或不存在对象的空间区域。
<光源装置1的构成示例>
接着,参见图2A至图8对光源装置1的构成(结构)进行说明。首先,图2A和图2B是光源装置1的外观的一例的示意图。图2A为平面图,图2B为侧视图。
如图2A和图2B所示,光源装置1具有基板10和设置在基板10的+Z方向侧表面上的导光阵列部11。基板10是大致正方形形状的板状部件,具备可对LED(Light EmittingDiode)、LD(Laser Diode)等的发光元件和/或各种电气元件进行实装的配线(布线)。基板10可使用金属基板、酚醛(phenol)纸基板、环氧树脂(epoxy)纸基板、环氧玻璃基板等的各种材质的基板。
导光阵列部11是由呈阵列状排列的多个导光部件一体形成的部件。如图2A所示,导光阵列部11被构成为包含配置区域12和周围(周边)区域13,配置区域12的平面视图被形成为大致圆形的圆形平面形状,周围区域13的平面视图被形成为大致正方形,并包围配置区域12。配置区域12的圆形平面是与上述排列平面平行的平面。另外,周围区域13的外形形状与基板10的外形形状大致相同(一致/重合)。为此,图2A中,基板10被导光阵列部11遮挡,不能被看到。
导光阵列部11的配置区域12的+Z方向侧形成为平面形状(换言之,大致平坦的表面)。此外,导光阵列部11的配置区域12的-Z方向侧形成有多个导光部件。周围区域13的-Z方向侧的表面与基板10的+Z方向侧的表面接触。藉由使用黏接剂对该接触面之间进行黏接等的方式,导光阵列部11可被固定在基板10的+Z方向侧的表面上。
需要说明的是,图2A中,为了便于对光源装置1的外观进行说明,示出了导光阵列部11似乎为不透明的部件,但是,本实施方式的导光阵列部11中至少配置区域12为透明部件。这里,透明是指相对于可视光和非可视光中的至少一者具有透光性。作为一例,导光阵列部11相对于可视光具有透光性。
导光阵列部11可通过射出成型对聚碳酸酯树脂(polycarbonate resin)材料进行加工来制作。但是,并不限定于此,也可由丙烯酸树脂(acrylic resin)等的各种树脂材料、玻璃材料等来制作导光阵列部11。另外,也可采用切削加工等的其它加工方法。此外,还可通过着色树脂构成导光阵列部11或设置光学带通滤波器,藉此可对从导光阵列部11透射的光的波长进行限制(控制)。
光源装置1的长度L优选为30mm以上且40mm以上,配置区域12的直径D优选为27mm以上且37mm以下。导光阵列部11的高度(沿Z轴方向的长度)h优选为2mm以上且3mm以上。当光源装置1安装于智能手机时,智能手机的用户可从外部对配置区域12进行视认。周围区域13隐藏在智能手机的背面面板的后面,处于不能被用户看到的状态。
接着,图3A和图3B是对光源装置1的构成的一例进行说明的图。图3A是透视图,图3B是图3A的III-III箭头方向的剖面放大图。图3A中,对导光阵列部11的配置区域12的+Z方向侧的表面进行了透视,由此示出了配置区域12的-Z方向侧的构成。
如图3A所示,配置区域12的-Z方向侧形成有在排列平面内进行排列的多个TIR(Total Internal Reflection)透镜41。该TIR透镜41是包含对光进行全反射的全反射面411的导光部件的一例。具体而言,具有在TIR透镜41的内部对光进行全反射的全反射面411。光源装置1具备总共63个TIR透镜41。
需要说明的是,TIR透镜41是图3B中的TIR透镜41a、41b、41c、41d等的多个TIR透镜的统称。此外,全反射面411是图3B中的全反射面411a、411b、411c、411d等的多个全反射面的统称。需要说明的是,TIR透镜41是形成在配置区域12的里侧(-Z方向侧)的构成部,但是,为了便于观察,图3A中采用实线进行了表示。这点在下文中通过透视配置区域12来表示TIR透镜41的附图中也同样。
如图3B所示,全反射面411是被形成为朝向-Z方向逐渐变细的锥形表面(锥面)。但是,全反射面411的形状并不限定于锥形,也可为包含曲面的碗状形状。此外,也不必被形成为关于平行Z轴的轴呈轴对称。例如,TIR透镜可被形成为关于TIR透镜的中心线呈大致线对称。这里,TIR透镜的中心线是指,在与排列平面平行的平面内穿过TIR透镜的大致中心的线(直线)。例如,图3A所示的中心线410表示TIR透镜41的中心线。
另外,如图3B所示,多个TIR透镜41中的相邻的TIR透镜41在光射出的射出面111侧进行了连接。具体而言,例如TIR透镜41a、41b、41c及41d在射出面111侧进行了连接。
此外,多个TIR透镜41包括形状不同的透镜。例如,如图3B所示,TIR透镜41a具有关于TIR透镜41a的中心轴41ac呈大致轴对称的形状。具体而言,TIR透镜41a包含全反射面411a和被形成为大致圆锥台状的表面即圆锥台面412a。全反射面411a和圆锥台面412a分别被形成为关于TIR透镜41a的中心轴41ac呈大致轴对称。需要说明的是,TIR透镜的中心轴是指穿过TIR透镜的大致中心且与Z轴大致平行的轴,另外也是指平面视图中TIR透镜的最大直径的中点。
另一方面,TIR透镜41b没有被形成为关于TIR透镜41b的中心轴41bc呈轴对称的形状。具体而言,TIR透镜41b包含全反射面411b和圆锥台面412b。全反射面411b和圆锥台面412b分别被形成为关于TIR透镜41b的中心线(参见上述中心线410)呈大致线对称,并不是轴对称。
同样,TIR透镜41c的全反射面411c和圆锥台面412c分别被形成为关于TIR透镜41c的中心线(参见上述中心线410)呈大致线对称,并不是关于TIR透镜41c的中心轴41cc呈轴对称。此外,TIR透镜41d的全反射面411d和圆锥台面412d分别被形成为关于TIR透镜41d的中心线(参见上述中心线410)呈大致线对称,并不是关于TIR透镜41d的中心轴41dc呈轴对称。后述的圆锥台面412是圆锥台面412a、412b、412c及412d的统称。
这里,TIR透镜41a是第1导光部件的一例,TIR透镜41b是第2导光部件的一例。TIR透镜41a的形状与TIR透镜41b的形状不同。需要说明的是,尽管TIR透镜41b被例示为第2导光部件,但是,布置在配置区域12内的中央之外的多个TIR透镜均为第2导光部件。换言之,多个TIR透镜41中的除了TIR透镜41a之外的TIR透镜都是第2导光部件。
另一方面,如图3B所示,在基板10中分别与多个TIR透镜41相向的位置(相对的位置)处,以与TIR透镜41一一对应的方式设置有LED 42。
具体而言,例如,面向TIR透镜41a设置有LED 42a,面向TIR透镜41b设置有LED42b。此外,面向TIR透镜41c设置有LED 42c,面向TIR透镜41d设置有LED 42d。
这里,LED 42是发光元件的一例。此外,LED 42是LED 42a、42b、42c、42d等的多个LED的统称。光源装置1与总共63个TIR透镜41对应地具备总共63个LED 42。
多个LED 42各自经由基板10与驱动电路20电连接,响应于从驱动电路20施加的驱动电压而进行发光。此外,多个LED 42分别被构成为可响应于输入驱动电路20的控制信号而进行发光或不发光的切换或者可独立地对发光的光强度等进行控制。
本实施方式中,LED 42例如发出白色的光。但是,LED 42发出的光并不限定于白色光,只要为单色光即可,此外,在白色光中,也可选择电灯泡色(暖白色)、昼白色(中性白色)、日光色等各种各样的颜色。
LED 42发出的光被TIR透镜41导光,并通过射出面111射出。光源装置1藉由该射出光可对被照射区域进行照明。此外,导光阵列部11所包含的多个TIR透镜41可分别对从LED42入射的光进行导光,然后使其经由射出面111射出并照射至被照射区域。
如图3B所示,TIR透镜41a和LED 42a的组(set)构成了光源部4a,TIR透镜41b和LED42b的组构成了光源部4b。此外,TIR透镜41c和LED 42c的组构成了光源部4c,TIR透镜41d和LED 42d的组构成了光源部4d。需要说明的是,光源部4是光源部4a、4b、4c、4d等的多个光源部的统称。光源装置1藉由TIR透镜41和LED 42的组具备总共63个光源部4。
但是,并不是所有的TIR透镜41和LED 42都需要一一对应地设置,另外,一部分TIR透镜41和LED 42中的任一个也可单独设置而不是成组设置。
光源部4中的TIR透镜41和LED 42的位置关系根据配置区域12内的光源部4的位置而不同。具体而言,光源部4被布置得越远离配置区域12的中心轴14,LED 42的中心和TIR透镜41的中心轴之间的距离越大。即,LED 42的中心和TIR透镜41的中心轴41ac、41bc、41cc、41dc各自之间的距离按照光源部4a、4b、4c、4d的顺序逐渐增大。这里,配置区域12的中心轴14是指,贯穿配置区域12的大致中心且与配置区域12大致正交的轴(与Z轴大致平行的轴)。
如图3B所示,LED 42a的中心与TIR透镜41a的中心轴41ac大致相同。LED 42b的中心相对于TIR透镜41b的中心轴41bc沿+X方向发生了偏移(偏离/错位)。LED 42c的中心相对于TIR透镜41c的中心轴41cc进一步沿+X方向进行了偏移,与相对于TIR透镜41b的中心轴41bc的LED 42b的偏移相比,该偏移较大。LED 42d的中心相对于TIR透镜41d的中心轴41dc又进一步沿+X方向发生了偏移,与相对于TIR透镜41c的中心轴41cc的LED 42c的偏移相比,该偏移较大。
此外,如图3A所示,由两点划线四边形所示的三角格子区域5内所配置的光源部4n排列为三角形格子形状。另外,配置区域12内的光源部4a、4b、4c及4d排列为矩形格子形状。这里,光源部4d也配置在三角格子区域5内,也是排列为三角形格子形状的光源部中的1个。
光源部4n所含的TIR透镜41n排列为三角形格子形状。此外,配置区域12内TIR透镜41a、41b、41c及41d排列为矩形格子形状。这里,TIR透镜41d也配置在三角格子区域5内,也是排列为三角形格子形状的TIR透镜中的1个。
下面对三角形格子形状的排列和矩形格子形状的排列进行详述。为了便于说明,在对光源装置1进行俯视观察的情况下,将某一个光源部设为第1光源部,并将沿第1方向与第1光源部相邻的光源部设为第2光源部。此外,将沿第2方向与第1光源部相邻的光源部设为第3光源部,其中该第2方向与第1方向正交。另外,将沿第1方向与第3光源部相邻且沿第2方向与第2光源部相邻的光源部设为第4光源部。图3A和图3B中,Y方向与第1方向对应,X方向与第2方向对应。需要说明的是,“相邻”是指彼此相邻。
三角形格子形状的排列是指,第1光源部和第2光源部之间的沿第1方向的中央位置和第3光源部的中心沿第2方向进行配置。
本实施方式中,与第1光源部和第3光源部被配置成使得第1光源部的中心和第3光源部的中心沿着第2方向的情况相比,沿第2方向的第1光源部的中心和第3光源部的中心之间的距离被配置为较短,此方式尤为优选。藉由这样的三角形格子形状的排列,可更高密度地对第1至第3光源部进行配置。
需要说明的是,三角形格子形状的排列中的三角形包括正三角形、等腰三角形等的各种三角形。从可更高密度地对第1至第3光源部进行配置的角度来看,正三角形或以第1光源部的中心和第2光源部的中心的连线(直线线段)为底边的等腰三角形尤为优选。
另一方面,矩形格子形状的排列是指,第1光源部的中心和第3光源部的中心沿第2方向配置,第2光源部的中心和第4光源部的中心沿第2方向配置。需要说明的是,矩形格子形状的排列中的矩形包括正方形和长方形中的至少一者。
例如,图3A中,光源部4p1与第1光源部对应。光源部4p2沿Y方向与光源部4p1相邻,所以与第2光源部对应。光源部4q沿X方向与光源部4p1相邻,所以与第3光源部对应。光源部4p1的中心4pc1和光源部4p2的中心4pc2之间的中央位置M和光源部4q的中心4qc被配置为沿着X方向。故而,光源部4p1、光源部4p2及光源部4q排列为三角形格子形状。
此外,图3A中,光源部4s与第1光源部对应。光源部4u沿Y方向与光源部4s相邻,故与第2光源部对应。光源部4t沿X方向与光源部4s相邻,故与第3光源部对应。光源部4v沿X方向与光源部4u相邻且沿Y方向与光源部4t相邻,所以与第4光源部对应。
光源部4s的中心4sc和光源部4t的中心4tc沿X方向配置,光源部4u的中心4uc和光源部4v的中心4vc沿X方向配置。为此,光源部4s、4t、4u及4v排列为矩形格子形状。
需要说明的是,光源部的中心位于该光源部所含的导光部件的中心轴上(本实施方式中,TIR透镜的中心轴上)。此外,光源部的中心位置可不必严格为光源部的中心位置,也可为光源部的大致中心位置。这里,“大致”是指,允许存在一般被认为是误差左右的差异。一般被认为是误差左右的差异例如为设计值的1/5以下的偏差。
第1光源部和第2光源部之间的中央位置可不必严格为中央位置,也可为大致中央位置。此外,中央位置和中心之间或中心之间的沿第2方向的配置也不需要为严格平行于第2方向的配置,只要大致沿着第2方向即可。
从另一角度来看,在将第1光源部的中心和第2光源部的中心之间的沿Y方向的距离设为D的情况下,如果第1光源部的中心和第3光源部的中心之间的沿Y方向的距离为D/5以下,且第2光源部的中心和第4光源部的中心之间的沿Y方向的距离为D/5以下,则第1至第4光源部可排列为矩形格子形状。
另一方面,如果第1光源部的中心和第2光源部的中心之间的中央位置M和第3光源部的中心之间的沿Y方向的距离为D/5以下,则第1至第3光源部可排列为三角形格子形状。此外,第1光源部的中心和第3光源部的中心之间的最短距离及第2光源部的中心和第3光源部的中心之间的最短距离分别优选为D/2以上且2×D以下。
需要说明的是,尽管将三角格子区域5内包含的光源部4p1、4p2及4q的位置关系作为一例进行了说明,但是,就三角格子区域5内包含的其它任意的光源部而言也都同样。
此外,尽管将第2光源部配置在第1光源部的-Y方向侧且第3光源部配置在第1光源部的+X方向侧的情况下的位置关系作为一例进行了说明,但是,第1至第4光源部的位置关系并不限定于此。例如,第2光源部配置在第1光源部的+Y方向侧且第3光源部配置在第1光源部的-X方向侧时的位置关系也同样。
光源部4n是配置在配置区域12的周缘部(边缘部)的光源部的一例。此外,光源部4n中的TIR透镜41n的中心线410n被配置为,相对于光源部4a、4b、4c、4d等的矩形格子形状的排列方向(例如,X方向)倾斜了预定角度。预定角度例如为45度。本实施方式中,布置在配置区域12的周缘部的光源部所含的TIR透镜在俯视图中为大致椭圆形形状,但是,此情况下通过使中心线410n相对于排列方向倾斜预定角度,也可更高密度地对大致椭圆形形状的TIR透镜进行配置。
光源部4a、4b、4c及4d分别为布置在配置区域12的中心部的光源部的一例。
接着,对LED 42发出的光被TIR透镜41导光的情形进行说明。图4是图3B中由虚线四边形围成的区域B的局部放大图,是用于对LED 42发出的光被TIR透镜41导光的状态的一例进行说明的图。
如图4所示,从LED 42a朝向+Z方向侧发出的发散光经由圆锥台面412a入射至TIR透镜41a的内部。经由圆锥台面412a的斜面部入射的入射光413a(由虚线箭头表示)被全反射面411a全反射后,经由射出面111射出。
需要说明的是,圆锥台面412a的斜面部和全反射面411a的形状和角度藉由如下方式确定,即,使得经由圆锥台面412a入射至TIR透镜41a的内部的光满足全反射条件并入射至全反射面411a。LED 42a发出的发散光中的被全反射面411a全反射后从射出面111射出的光被称为TIR透镜41a的第1中心光。
另一方面,经由圆锥台面412a的上底部入射至TIR透镜41a的内部的入射光414a不到达全反射面411a而是到达射出面111,并经由射出面111射出。LED 42a发出的发散光中的不经由全反射面411a而直接从射出面111射出的光被称为TIR透镜41a的第2中心光。
通过对全反射面411a和圆锥台面412a的角度、形状等进行确定,可使第1中心光和第2中心光的光强度、发散角等为期望的状态。需要说明的是,这里尽管以TIR透镜41a为例对LED发出的光被TIR透镜导光的情形进行了说明,但是,其它TIR透镜也具有同样的导光功能。
接着,图5是LED 42的构成的一例的说明图。图5示出了多个LED 42中的1个作为代表示例。多个LED 42均具有相同的构成,但是并不限定于此,一部分也可包含不同构成的LED。
LED 42在平面视图中具有大致正方形的块状形状。LED 42的中央设置有发光部421。LED 42可从发光部421射出白色光。
在穿过LED 42的中心的剖面图中,LED 42位于TIR透镜41的圆锥台面412的X方向或Y方向上的2个下端之间,LED 42的沿X方向和Y方向的长度S分别优选为480μm以上且620μm以下。此外,发光部421的沿X方向和Y方向的长度C分别优选为280μm以上且420μm以下。LED42被配置为按照每个光源部关于TIR透镜的中心线呈大致线对称。需要说明的是,可适当调整LED 42的尺寸和发光部421的尺寸。
LED 42至少具备发光元件、配置在发光元件上且含有波长转换物质的波长转换部件、及至少对发光元件的侧面和波长转换部件的侧面进行覆盖的光反射被覆部件。图5中,发光部421包括发光元件和波长转换部件,发光部421的外周422包括被覆部件。
发光元件是在被施加电压时可自行发光的半导体元件。发光元件至少具备半导体积层(叠层)体,并具有极性不同的电极例如p侧电极和n侧电极。作为半导体的材料,优选使用氮化物半导体,其为能发出短波长的光的材料,该短波长的光可有效激发波长转换部件所含的波长转换物质。氮化物半导体主要由通式InxAlyGa1-x-yN(0≤x,0≤y,x+y≤1)表示。就发光元件的发光峰波长而言,从发光效率、波长转换物质的激发、与发光的混色关系等的角度来看,优选为400nm以上且530nm以下,较佳为420nm以上且490nm以下,更佳为450nm以上且475nm以下。此外,就半导体的材料而言,也可使用InAlGaAs系半导体、InAlGaP系半导体等。
波长转换部件为以硅树脂(silicone)等的树脂为基材并含有波长转换物质的部件。波长转换物质是对发光元件发出的一次光的至少一部分进行吸收并发出波长与一次光不同的二次光的部件。作为波长转换物质,例如可使用钇铝石榴石系萤光体(例如,Y3(Al,Ga)5O12:Ce)、镥铝石榴石系萤光体(例如,Lu3(Al,Ga)5O12:Ce)、铽铝石榴石系萤光体(例如,Tb3(Al,Ga)5O12:Ce)、β赛隆萤光体(例如,(Si,Al)3(O,N)4:Eu)、α赛隆萤光体(例如,Mz(Si,Al)12(O,N)16(这里,0<z≤2,M为除了Li、Mg、Ca、Y、La及Ce之外的镧系元素))、CASN系萤光体(例如,CaAlSiN3:Eu)或SCASN系萤光体(例如,(Sr,Ca)AlSiN3:Eu)等的氮化物系萤光体、KSF系萤光体(例如,K2SiF6:Mn)或MGF系萤光体(例如,3.5MgO●0.5MgF2·GeO2:Mn)等的氟化物系萤光体、CCA系萤光体(例如,(Ca,Sr)10(PO4)6Cl2:Eu)、量子点萤光体等。此外,波长转换物质可单独使用这些萤光体中的1种(即,作为单体使用),也可组合使用这些萤光体中的2种以上。
为了将来自发光元件的光取出到上表面侧(+Z方向)侧,被覆部件优选具有光反射性,平面视图中发光部421的外周422的宽度((长度S-长度C)/2)优选为100μm以上。被覆部件的相对于发光元件的发光峰波长的光反射率例如优选为70%以上,较佳为80%以上,更佳为90%以上。此外,被覆部件优选为白色,被覆部件的基材中例如优选含有氧化钛、氧化镁等的白色颜料。被覆部件40的基材例如可列举出硅树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂等的树脂或这些树脂的改性树脂。
接着,参见图6对每个种类的光源部的配置进行说明。这里,光源部的种类是指,对具有共同的性质或形态的光源部进行分类而得的各个种类的集合。本实施方式中,根据光源部的配置位置对光源部进行了分类。具体而言,将距配置区域12的中心轴14的距离相等的光源部作为相同种类的光源部。
图6是各种光源部4的配置的一例的说明图。图6与图3A同样,对导光阵列部11中的配置区域12的+Z方向侧的表面进行了透视,由此示出了配置区域12的-Z方向侧的构成。本实施方式中,共计63个光源部4被分类为光源部4a至4n的14个种类。图6中,藉由阴影的类型对光源部4a至4n进行了分类表示。
例如,配置在63个光源部4的中心的1个光源部与光源部4a对应。此外,在光源部4a的+X方向侧、-X方向侧、+Y方向侧及-Y方向侧分别相邻配置的4个光源部分别与光源部4b对应。被分类为光源部4b的4个光源部布置在距配置区域12的中心轴14的距离相等的位置处。
就光源部4a至4n而言,各自的配置位置不同,所以种类也不同。此外,可根据位置进行配置的光源部的数量不同,所以每个种类的光源部的数量也不同。表1是表示光源部4a至4n的每个种类的数量的一览表。
[表1]
光源部的部件编号 | 数量 |
4a | 1 |
4b | 4 |
4c | 4 |
4d | 4 |
4e | 4 |
4f | 8 |
4g | 4 |
4h | 8 |
4i | 8 |
4j | 4 |
4k | 2 |
4l | 4 |
4m | 4 |
4n | 4 |
接着,图7是多个光源部4各自的光轴的方向的一例的说明图。图7中,对导光阵列部11的配置区域12的+Z方向侧的表面进行了透视,由此示出了包含配置区域12的-Z方向侧的TIR透镜和LED的光源部。
这里,光源部的光轴是指光源部所照射的光束的中心轴。就光源部所照射的光束而言,换言之,其为光源部发出的照射光,例如发散光、集束光、平行光等。光轴的朝向可根据光源部所含的TIR透镜的形状、TIR透镜和LED之间的位置关系等确定。TIR透镜的形状例如为与TIR透镜的中心线的朝向对应的形状。光源部可朝向沿光轴的方向的方向进行光的照射。
如果将多个光源部4中的光源部4c作为一例,则光源部4c具有TIR透镜41c和LED42c。箭头所示的光轴43c表示光源部4c的光轴,光轴43c的箭头表示光轴的朝向。光轴43c朝向配置区域12的中心轴14。
如图7所示,光源装置1中,63个光源部4中的4个光源部4m和4个光源部4n被构成为光轴不朝向配置区域12的中心轴14,其它55个光源部4被构成为光轴朝向配置区域12的中心轴14。
换言之,多个光源部4的至少一部分在朝向配置区域12的中心轴14进行照射的方向上具有光轴43。这里,朝向配置区域12的中心轴14进行照射的方向是指,以与配置区域12的中心轴交叉(相交)为目的之方向。需要说明的是,光轴43是光轴43c、43m、43n等的多个光源部各自具有的光轴的统称。
图8是对配置区域12的中心轴14和光源部4的光轴43的朝向之间的关系的一例进行更详细说明的图。图8的观察方法与图7相同,但是,图8中示出了多个光源部4中的、4个光源部4c中的1个、4个光源部4m中的1个、及4个光源部4n中的1个,另外,为了便于观察,其它光源部的图示被进行了省略。
此外,图8中,为了容易理解光源部4c的光轴43c、光源部4m的光轴43m、及光源部4n的光轴43n中的每一个和配置区域12的中心轴14之间的关系,出于方便,在表示光轴的朝向的方向上对表示光轴的箭头进行了延伸表示。
如图8所示,光轴43c与配置区域12的中心轴14相交。换言之,布置在配置区域12的中心部的光源部4c在朝向配置区域12的中心轴14进行照射的方向上具有光轴43c。
这里,光源装置1被制作成使得光轴43c和配置区域12的中心轴14相交,但是严格来说,光轴43c和配置区域12的中心轴14可能因制造误差而未相交,即可能存在两者处于扭曲位置的情况。扭曲位置是指既不平行也不相交的2条直线的位置关系。
即使存在这种一般被认为是制造误差左右的轻微扭曲,也可获得本实施方式的光源装置1的作用和效果(稍后描述)。为此,本实施方式中的“光轴43c和配置区域12的中心轴14相交(交叉)”也包括这种一般被认为是制造误差左右的扭曲。这里,尽管将光源部4c作为示例,但是,多个光源部4中的光源部4m和4n之外的其它光源部也都同样。
另一方面,光轴43m和光轴43n均不与配置区域12的中心轴14相交。换言之,布置在配置区域12的周缘部的光源部4m在朝向配置区域12的中心轴14于扭曲位置进行照射的方向上具有光轴43m。同样,布置在配置区域12的周缘部的光源部4n在朝向配置区域12的中心轴14于扭曲位置进行照射的方向上具有光轴43n。即,布置在配置区域12的周缘部的光源部的至少一部分在朝向配置区域12的中心轴14于扭曲位置进行照射的方向上具有光轴43。
换言之,光源装置1中,多个光源部4中的一部分光源部4即光源部4c在朝向与配置区域12的平面正交的轴即中心轴14进行照射的方向上具有轴43c。此外,多个光源部4中的一部分光源部4即光源部4m在朝向与配置区域12的平面正交的轴即中心轴14于扭曲位置进行照射的方向上具有光轴43m。多个光源部4中的一部分光源部4即光源部4n在朝向与配置区域12的平面正交的轴即中心轴14于扭曲位置进行照射的方向上具有光轴43n。
导光阵列部11中,以与多个光源部4一对一对应的方式被包含的多个TIR透镜41中的一部分TIR透镜41所照射的光在朝向与配置区域12的平面正交的轴即中心轴14进行照射的方向上具有光轴。此外,多个TIR透镜41中的一部分TIR透镜41所照射的光在朝向与配置区域12的平面正交的轴即中心轴14于扭曲位置进行照射的方向上具有光轴。需要说明的是,图7和图8中,TIR透镜41所照射的光的光轴与光源部4所具有的光轴43一致。
<各光源部发出的照射光在被照射区域内的排列示例>
接着,参见图9对多个光源部各自发出的照射光在被照射区域内的排列进行说明。图9是各光源部发出的照射光在被照射区域内的排列的一例的说明图。
如图9所示,光源装置1将照射光2照射至被照射区域3。图9中被照射区域3内显示的矩阵的图表示被多个光源部各自发出的照射光进行照明的局部区域(部分区域)。另外,以与各光源部的种类对应的方式对各局部区域内的阴影的类型进行了表示(即,阴影具有分别与多个光源部的种类对应的多个类型)。被照射区域3由多个局部区域集合而成。需要说明的是,图9中尽管以一对一的关系示出了被多个光源部4各自发出的照射光进行照明的局部区域,但是,这并不被限定于从光源部4射出的光仅向与其实际对应的局部区域进行照明。与各光源部4对应的局部区域是光源部4作为照射目标的区域。故而,实际上从1个光源部4射出的光也可对相邻的局部区域(或附近(近傍)的局部区域)的至少一部分进行照明。
多个光源部4中的光源部4m和4n之外的光源部在朝向配置区域12的中心轴14进行照射的方向上具有光轴43。为此,从光源部4m和4n之外的各光源部发出的照射光在被照射区域3内向夹着(关于)配置区域12的中心轴14呈对称的位置处的局部区域31进行照明。
例如,光源部4j1发出的照射光2j1向夹着配置区域12的中心轴14与光源部4j1对称的位置处的局部区域31j1进行照明。此外,光源部4j2发出的照射光2j2向夹着配置区域12的中心轴14与光源部4j2对称的位置处的局部区域31j2进行照明。
多个光源部4中的光源部4m和4n之外的其它光源部也与光源部4j同样。需要说明的是,局部区域31是局部区域31j1、31j2等的多个局部区域的统称。
这里,本实施方式中,将多个光源部4布置在圆形平面形状的配置区域12内,并且在配置区域12内尽可能多地布置光源部4,为此,多个光源部4根据配置区域12的外形形状被布置成整体外形形状为圆形形状。
因而,如果多个光源部4都朝向配置区域12的中心轴14进行光的照射,则多个光源部4发出的照射光所排列的被照射区域3根据多个光源部4的配置会变为圆形形状的区域。
但是,本实施方式中,多个光源部4中的光源部4m和4n在扭曲位置对配置区域12的中心轴14进行光的照射,据此,可使被照射区域3变为矩形形状的区域。
例如,光源部4m1在扭曲位置向配置区域12的中心轴14照射光以对局部区域31m1进行照明,光源部4m2在扭曲位置向配置区域12的中心轴14照射光以对局部区域31m2进行照明。此外,光源部4n1在扭曲位置向配置区域12的中心轴14照射光以对局部区域31n1进行照明,光源部4n2在扭曲位置向配置区域12的中心轴14照射光以对局部区域31n2进行照明。藉此,被照射区域3可变为矩形形状的区域。
另外,多个光源部的每个所照射的光在矩形形状的被照射区域3内排列成矩阵。多个光源部4在圆形平面形状的配置区域12内以组合矩形格子形状和三角形格子形状的方式进行配置,由此,多个光源部4的至少一部分以与被照射区域3内的照射光的排列不同的状态进行了排列。
此外,多个光源部中包含的TIR透镜各自所照射的光在矩形形状的被照射区域3内排列成矩阵。多个光源部4中包含的TIR透镜在圆形平面形状的配置区域12内以组合矩形格子形状和三角形格子形状的方式进行了配置,为此,多个光源部4中包含的TIR透镜的至少一部分以与被照射区域3内的照射光的排列不同的状态进行了排列。
需要说明的是,图9中,尽管示出了多个局部区域31的每个均为矩形形状的区域的例子,但并不限定于此,也可为圆形形状、椭圆形形状等的区域。此外,多个光源部各自所照射的光也可在相邻的光源部所照射的光的之间存在部分重合的状态下在被照射区域3内排列成矩阵。另外,多个光源部各自所照射的光还可在相邻的光源部所照射的光之间存在部分间隙的状态下在被照射区域3内排列成矩阵。
<光源装置1和导光阵列部11的作用和效果>
如上所述,本实施方式中,光源装置1所具有的多个光源部在圆形平面形状的配置区域内以至少组合矩形格子形状和三角形格子形状的方式被配置。藉由在智能手机等的设备上安装光源装置1以使光源部设置在圆形平面形状的配置区域内并仅使配置区域能从外部被视认,能够提供一种用户可看到的部分为圆形形状且外观整洁漂亮的光源装置1和导光阵列部11。
此外,本实施方式中,总共63个光源部4中的55个被配置为矩形格子形状(即,矩阵状),余下的8个光源部4在配置区域12的周缘部被布置为三角形格子形状,为此,多个光源部各自所照射的光在被照射区域内排列成矩阵状。这样,例如在多个光源部被独立控制并以各种图案进行光的照射的情况下等,可容易理解哪个光源部对哪个局部区域进行照明,即,可容易理解照射图案。
另外,例如当在圆形平面形状的配置区域内将多个光源部配置为矩形格子形状的情况下,如果为了确保照射光的光量而增加光源部的数量,则需要增大配置区域的面积,为此,存在将会导致光源装置大型化的情况。但是,本实施方式中,至少对矩形格子形状和三角形格子形状进行了组合配置。藉由这样的构成,可在不增大配置区域12的面积的前提下增加光源部4的数量,与在圆形平面形状的配置区域12内将多个光源部4配置为矩形格子形状的情况相比,可使光源装置1和导光阵列部11小型化。
此外,本实施方式中,多个光源部4各自所照射的光在被照射区域3被排列成矩阵,多个光源部4的至少一部分以与被照射区域3内的照射光的排列不同的状态进行了排列。据此,不仅可容易理解被照射区域3内的照射图案,而且还可使多个光源部4和TIR透镜41容纳在圆形平面形状的配置区域12内。
另外,一般而言,在招牌、布告牌等的信息显示单元中,文字、照片、图像等大多配置在矩形区域内。如果被照射区域为圆形形状的区域,则存在无法有效地对信息显示单元的矩形区域内所含的信息的整体进行照明的情况。例如,对没有信息的区域进行照明会浪费很多光。但是,本实施方式中,藉由使被照射区域为矩形形状的区域,不仅能提供一种具有圆形形状和整洁漂亮的外观的光源装置1和导光阵列部11,而且还能有效地对信息显示单元等的矩形区域进行照明。
此外,本实施方式中,多个光源部4的至少一部分在朝向配置区域12的中心轴14进行照射的方向上具有光轴。例如,如果光源部4朝向与配置区域12的中心轴14平行的方向进行光的照射,则存在位于配置区域12的周围的智能手机的框体等会对照射光的一部分进行截断(遮挡)的情况。光源部4的位置越接近配置区域12的周缘(边缘),这种渐晕(vignetting)越大。藉由在朝向配置区域12的中心轴14进行照射的方向上具有光轴,可朝向远离配置区域12的周缘部的方向进行光的照射,故而可减少位于配置区域12的周围的部件所导致的照射光的渐晕,并可在广角范围内进行光的照射。
另外,本实施方式中,多个光源部4中的布置在配置区域12的中央部的光源部4被设置为矩形格子形状,多个光源部4中的布置在配置区域12的周缘部的光源部4的至少一部分被设置为三角形格子形状。
通过将光源部4配置为矩形格子形状,可容易理解照射图案,此外,通过将光源部4配置为三角形格子形状,可使光源部4容纳在圆形平面形状的配置区域12内。据此,可形成矩形形状的被照射区域3,并可有效地对信息显示单元等中的矩形区域进行照明。
此外,本实施方式中,配置在中央部的光源部4沿朝向配置区域12的中心轴14进行照射的方向具有光轴,配置在周缘部的光源部4的至少一部分在朝向配置区域12的中心轴14于扭曲位置进行照射的方向上具有光轴。
据此,即使在将多个光源部4布置在圆形平面形状的配置区域12内、且尽可能多地在配置区域12内布置光源部4的情况下,也可使被照射区域3为矩形形状的区域。这样就可有效地对信息显示单元等中的矩形区域进行照明。
另外,本实施方式中,多个光源部4所具有的导光部件包括:包含对光进行全反射的全反射面的第1导光部件;及包含对光进行全反射的全反射面的第2导光部件。其中,第1导光部件的形状与第2导光部件的形状不同。藉此,可根据配置位置将光源部发出的照射光的照射方向设定为期望的方向。
此外,本实施方式中,多个光源部4在相邻的导光部件射出光的表面侧进行了连接。藉由该构成,可一体形成具有多个TIR透镜的导光部件,进而可消减组装多个导光部件的作业(操作)等,并可减少制作光源装置1的工时。
另外,本实施方式中,多个光源部4可分别独立地进行光的照射。据此,可进行各种各样的图案的照明。此外,还可在不移动光源装置1的前提下自由地对照明位置、照明方向、照明范围等进行切换。
<变形例>
接着,对实施方式的光源装置的变形例进行说明。上述实施方式中例示了,多个光源部4在圆形平面形状的配置区域12内被至少组合矩形格子形状和三角形格子形状而配置的构成,但是并不限定于此。例如,也可在圆形平面形状的配置区域12内将多个光源部布置为同心圆形状。此外,还可将多个光源部所含的TIR透镜配置为同心圆形状。
图10A是变形例的多个光源部的配置的第1例的说明图。如图10A所示,光源装置1a具有导光阵列部11a。另外,由导光阵列部11a所含的TIR透镜41aa和LED 42构成的多个光源部4aa被设置成同心圆形状。
这里,同心圆形状的配置是指,各光源部4aa的大致中心被布置在以配置区域12的中心轴14为中心的半径不同的多个圆103上。需要说明的是,图10A中,为了易于对同心圆形状的配置进行说明,示出了由一点锁线所示的圆103,但是,圆103并不是光源装置1a所含的构成部。
导光阵列部11a的配置区域12相对于可视光具有透光性,故而,安装有光源装置1a的智能手机等的用户可从外部对布置在配置区域12内的光源部4aa进行视认。藉由使光源部4aa配置为同心圆形状,可确保多个光源部4aa的整体配置的规则性,为此,可使光源装置1a被视认时的外观更漂亮。
上述实施方式中例示了配置有63个光源部4或63个导光部件(例如,TIR透镜41)的构成,但是,光源部4的数量也可不为63个,导光部件的数量也可不是63个。这里,图10B和图10C是63个之外的数量的光源部的示意图,图10B是多个光源部的配置的第2例的示意图,图10C是多个光源部的配置的第3例的示意图。
如图10B所示,光源装置1b在配置区域12内具有配置为矩形格子形状的4个光源部4Ab和配置为三角形格子形状的4个光源部4Bb(具体而言,每个三角格子对应4个光源部4Bb)。需要说明的是,光源部4Ab是配置为矩形格子形状的光源部的统称,光源部4Bb是配置为三角形格子形状的光源部的统称。光源部4Ab由斜线阴影表示,光源部4Bb由圆点阴影表示。配置为三角形格子形状的3个光源部4的组合为任意组合。例如,光源装置1b的4个光源部4Bb分别为任意3个光源部4的组合的一部分。
如图10C所示,光源装置1c在配置区域12内具有配置为矩形格子形状的9个光源部4Ac和配置为三角形格子形状的8个光源部4Bc(具体而言,各个三角格子中的一个对应8个光源部4Bc)。需要说明的是,光源部4Ac是配置为矩形格子形状的光源部的统称,光源部4Bc是配置为三角形格子形状的光源部的统称。光源部4Ac由斜线阴影表示,光源部4Bc由圆点阴影表示。
9个光源部4Ac中的被配置为矩形格子形状的4个以上的光源部4Ac的组合为任意组合。此外,配置为三角形格子形状的3个以上的光源部4的组合也为任意组合。例如,光源装置1c的8个光源部4Bc分别是任意3个光源部4的组合的一部分。
为了使多个光源部配置为大致圆形,最少需要8个光源部4。
此外,上述实施方式中例示了光源部4被布置为圆形配置的构成,但是,光源部4也可被布置为不是圆形配置。这里,图10D和图10E是被布置为不是圆形配置的光源部的示意图,图10D是多个光源部的配置的第4例,图10E是多个光源部的配置的第5例的示意图。
图10D示出了光源装置1d中在具有任意平面视图形状的配置区域12d内所设置的多个光源部中的至少一部分。光源装置1d具有被配置为矩形格子形状的6个光源部4Ad和被配置为三角形格子形状的6个光源部4Bd。需要说明的是,光源部4Ad是被配置为矩形格子形状的光源部的统称,光源部4Bd是被配置为三角形格子形状的光源部的统称。光源部4Ad由斜线阴影表示,光源部4Bd由圆点阴影表示。
6个光源部4Ad中的被配置为矩形格子形状的4个以上的光源部4Ad的组合为任意组合。此外,被配置为三角形格子形状的3个以上的光源部4的组合也为任意组合。例如,光源装置1d的6个光源部4Bd分别是任意3个以上的光源部4的组合的一部分。矩形格子区域6Ad1表示光源部4Ad被配置为矩形格子形状的区域,三角格子区域6Bd1、6Bd2及6Bd3分别表示光源部4Bd被配置为三角形格子形状的区域。
图10E示出了光源装置1e中在具有任意平面视图形状的配置区域12e内所设置的多个光源部中的至少一部分。光源装置1e具有被配置为矩形格子形状的13个光源部4Ae和被配置为三角形格子形状的4个光源部4Be(具体而言,被配置为三角形格子形状的光源部4中的一个对应4个光源部4Be)。光源部4Ae是被配置为矩形格子形状的光源部的统称,光源部4Be是被配置为三角形格子形状的光源部的统称。光源部4Ae由斜线阴影表示,光源部4Be由圆点阴影表示。
13个光源部4Ae中的被配置为矩形格子形状的4个以上的光源部4Ae的组合为任意组合。此外,被配置为三角形格子形状的3个以上的光源部4的组合也为任意组合。例如,光源装置1e的4个光源部4Be分别是任意3个以上的光源部4的组合的一部分。矩形格子区域6Ae1和6Ae2分别表示光源部4Ae被配置为矩形格子形状的区域,三角格子区域6Be1、6Be2及6Be3分别表示光源部4Be被配置为三角形格子形状的区域。如三角格子区域6Be1、6Be2及6Be3所示,布置在矩形格子区域6Ae1或6Ae2内的光源部4的一部分也可为三角形格子形状的配置的一部分。光源装置1b、1c及1d也同样。
实施方式的多个光源部4的配置并不是必须为矩形格子形状的配置和三角形格子形状的配置,但是,只要至少混合矩形格子配置和三角格子配置,即可使光源装置的配置区域小型化。此外,多个光源部4的配置也可不为对称配置。换言之,可在任意平面视图形状的配置区域中设置多个光源部4。需要说明的是,上述变形例中以光源部4的配置为例进行了说明,但是,导光阵列部中的导光部件的配置也与之相同。
[实施例]
接着,对将上述实施方式进一步具体化的实施例进行说明。图11是对实施例的光源装置1和参考例的光源装置1X进行比较的示意图。图11中,左侧的列表示项目,中间的列表示光源装置1,右侧的列表示光源装置1X。
图11示出了光源装置1的3种发光图案的每种的最大照度、照度均匀性及照度分布的各试验数据,此外,还示出了光源装置1X的最大照度、照度均匀性及照度分布的各试验数据。但是,就光源装置1的照度均匀性的试验数据而言,仅示出了光源装置1所具备的多个光源部都点亮了的发光图案的试验结果。
需要说明的是,本实施例中,照度均匀性是指,被照射区域的4个角的区域的各照度中的最小照度除以被照射区域的中心区域的照度而得的值。图12是用于对照度均匀性进行说明的图,示出了被照射区域3的中心区域30和与4个角的区域对应的角区域3a、3b、3c及3d。
照度均匀性评价中,从光源装置向距光源装置300[mm]的位置处所设置的扩散板照射光,并由相机从隔着扩散板与光源装置相反的一侧对扩散板上的被照射区域3进行了拍摄。相机所拍摄的拍摄图像内,将分别与被照射区域3的中心区域30和角区域3a至3d对应的图像区域的像素辉度作为各区域的照度。被照射区域3的中心区域30和角区域3a至3d各自的大小是直径为大致10mm的圆形形状的区域。分别与被照射区域3的中心区域30和角区域3a至3d对应的图像区域的像素辉度使用了构成各图像区域的多个像素的辉度值的平均值。
被照射区域3上的角区域3a至3d的各位置是与光源装置的照射视角的90%的角度对应的位置。具体而言,如果将中心区域30的位置设为座标(0,0)[mm],则角区域3a的位置的座标为(126.0,166.5)[mm],角区域3b的位置的座标为(-126.0,166.5)[mm],角区域3c的位置的座标为(126.0,-166.5)[mm],角区域3d的位置的座标为(-126.0,-166.5)[mm]。
这里,返回图11继续进行图11的说明。发光图案表示在光源装置1和光源装置1X各自中进行发光的光源部的位置。图11的发光图案的行中所示的每个四边形示意性地表示包括发光元件(LED)和导光部件的光源部。如图11所示,光源装置1中多个光源部被配置为圆形形状,光源装置1X中配置有1个光源部。
光源装置1具有多个(这里为63个)光源部,为此,可根据光源部的数量以多种发光图案来进行发光,图11中示出了其中的3个发光图案。光源装置1X仅具有1个光源部,故而,仅示出了1种发光图案。此外,图11中,发光(点亮)的光源部由圆点阴影表示,不发光(不点亮)的光源部以无阴影的方式进行了表示。
照度分布表示在被照射区域的一部分所得到的照射光的照度分布,其与照射图案对应。图11所示的照度分布例如是藉由使用相机对朝向设置在从光源装置离开预定距离的位置处的屏幕所照射的照射光进行拍摄而获得的。
光源装置1和光源装置1X各自的主要规格如下所述。需要说明的是,下面所示的[wt%]表示重量百分比,是指含有物质的重量相对于包含作为基材的树脂和含有物质的总重量的比率。
(光源装置1的主要规格)
·LED数量:63[个]
·LED外形尺寸(图5的长度S):520[μm]
·发光部尺寸(图5的长度C):330[μm],发光元件是平面视图中一边为220[μm]的正方形状
·发光元件的光的波长λd:457[nm]
·波长转换部件:Lu3Al5O12:Ce和含有CaAlSiN3:Eu的硅树脂
·被覆部件:含有氧化钛的硅树脂
·被覆部件的氧化钛含有量:60[wt%]
·被覆部件的氧化钛的折射率:2.54
·被覆部件的硅树脂的折射率:1.51
·波长转换部件上的光扩散部件:含有氧化钛的硅树脂
·波长转换部件上的光扩散部件的氧化钛含有量:0.93[wt%]
·导光部件:包含63个TIR透镜的TIR透镜阵列
·导光部件的材质:聚碳酸酯(折射率1.58)
·导光部件的平面视图中的尺寸(图2A的长度L):35[mm]
·配置区域的直径(图2B的直径D):32.4[mm]
·导光阵列部的高度(沿图2B的Z轴方向的长度h):2.59[mm]
(光源装置1X的主要规格)
·LED数量:1个
·LED外形尺寸(与图5的长度S对应的尺寸):1720[μm]
·发光部尺寸(与图5的长度C对应的尺寸):1484[μm],发光元件是平面视图中一边为1400[μm]的正方形状
·波长转换部件上的光扩散部件:含有氧化钛和玻璃填充物的硅树脂
·波长转换部件上的光扩散部件的氧化钛含有量:4.17[wt%]
·波长转换部件上的光扩散部件的玻璃填充物含有量:44.61[wt%]
·导光部件:被形成为上表面平坦且下表面凹凸的1个菲涅耳透镜
·导光部件的材质:聚碳酸酯(折射率1.58)
·导光部件的平面视图中的尺寸:6.56×6.56[mm]
·导光部件的菲涅耳径(直径):5.41[mm]
·导光部件的高度(沿Z轴方向的长度):1.65[mm]
需要说明的是,就LED中的上述之外的项目的规格而言,在光源装置1和光源装置1X中均相同。
如图11所示,在光源装置1的63个光源部都进行发光的发光图案的情况下,最大照度为2676[lux],均匀性为41.5[%]。被照射区域中,藉由所有光源部的照射光,在较大范围内获得了照度分布。
在光源装置1的63个光源部中的中心部的1个光源部进行发光的发光图案的情况下,最大照度为1250[lux]。被照射区域中,仅在与中心部的1个光源部发出的照射光对应的部分处获得了局部照度分布。
在光源装置1的63个光源部中的周缘部的1个光源部进行发光的发光图案的情况下,最大照度为454[lux]。被照射区域中,仅在与周缘部的1个光源部发出的照射光对应的部分处获得了局部照度分布。
另一方面,在光源装置1X的1个光源部进行发光的情况下,最大照度为1500[lux],均匀性为41.0[%]。被照射区域中,藉由1个光源部的照射光,在较大范围内获得了照度分布。
从图11可知,光源装置1与光源装置1X相比,最大照度提高了1.78倍,获得了1.78倍亮度的照射光。此外,除了可在被照射区域中的较大范围内进行照射之外,还可进行仅为一部分的局部照射。
接着,图13A和图13B是光源装置1发出的照射光的照度分布的一例的示意图。图13A示出了光源装置1发出的照射光的照度分布,图13B示出了光源装置1X发出的照射光的照度分布。
图13A和图13B所示的照度分布分别为,当光源装置1和光源装置1X分别向位于远离500[mm]的距离处的屏幕照射光时在屏幕上所获得的照度分布。
如图13B所示,光源装置1X中,藉由1种发光图案仅获得了1种照度分布。但是,如图13A所示,在光源装置1中,藉由改变63个光源部中的对光进行照射的光源部,获得了7种照度分布。但是,并不限定于7种,藉由对63个光源部中的照射光的光源部的数量和位置进行选择,还可获得与之对应的照度分布。
如图13A所示,光源装置1中,通过改变发光图案获得了各种各样的照度分布(照射图案)。这样,无需移动光源装置1即可自由地对照明位置、照明方向、照明范围等进行切换。
以上对较佳实施方式等进行了详细说明,但是,并不限定于上述实施方式等,在不脱离权利要求书中记载的技术范围的前提下,还可对上述实施方式等进行各种各样的变形、置换等。
例如,上述实施方式中例示了包含TIR透镜的导光部件的构成,但是,并不限定于此。例如,也可通过包含导光管、折射透镜、衍射透镜、渐变折射率透镜等来构成导光部件。
本发明的光源装置可向所期望的被照射区域进行光的照射,故而,可适用于照明、相机闪光灯、车载前照灯、平视显示器的背光等。但是,本发明的光源装置并不限定于这些用途。
本申请主张基于2020年10月2日向日本国专利厅申请的日本国专利申请第2020-168014号、2021年2月2日向日本国专利厅申请的日本国专利申请第2021-015305号、及2021年6月9日向日本国专利厅申请的日本国专利申请第2021-096777号的优先权,并将这些日本国专利申请的内容全部援引于此。
[附图标记说明]
1 光源装置
10 基板
11 导光阵列部
111 射出面
12 配置区域
13 周围区域
14 配置区域的中心轴
2 照射光
20 驱动电路
3 被照射区域
31 局部区域
4 光源部
4p1、4s 光源部(第1光源部的一例)
4pc1、4pc2、4qc、4sc、4tc、4uc、4vc 光源部的中心
4p2、4u 光源部(第2光源部的一例)
4q、4t 光源部(第3光源部的一例)
4v 光源部(第4光源部的一例)
41 TIR透镜(导光部件的一例)
410 中心线
411 全反射面
412 圆锥台面
42 LED(发光元件的一例)
43 光轴
421 发光部
422 发光部的外周
5 三角格子区域
100 智能手机
101 背面面板
102 贯穿孔。
Claims (14)
1.一种光源装置,具有照射光的多个光源部,其中:
所述光源部具有发光元件和导光部件,
所述多个光源部在圆形平面形状的配置区域内以至少组合矩形格子形状和三角形格子形状的方式配置或呈同心圆形状配置,
所述多个光源部各自照射的所述光在被照射区域内排列成矩阵。
2.一种光源装置,具有照射光的多个光源部,其中:
所述光源部具有发光元件和导光部件,
所述多个光源部各自照射的所述光在被照射区域内排列成矩阵,
所述多个光源部的至少一部分在配置区域内被排列为与所述被照射区域中的所述光的排列不同的状态。
3.如权利要求1或2所述的光源装置,其中:
所述多个光源部中的一部分所述光源部在朝向与所述配置区域的平面正交的轴进行照射的方向上具有光轴,
所述多个光源部中的一部分所述光源部在朝向与所述配置区域的平面正交的轴于扭曲位置进行照射的方向上具有光轴。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的光源装置,其中:
所述被照射区域为矩形形状的区域。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的光源装置,其中:
所述多个光源部的至少一部分在朝向所述配置区域的中心轴进行照射的方向上具有光轴。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的光源装置,其中:
所述多个光源部中的布置在所述配置区域的中心部的所述光源部被配置为矩形格子形状,
所述多个光源部中的布置在所述配置区域的边缘部的所述光源部的至少一部分被配置为三角形格子形状。
7.如权利要求6所述的光源装置,其中:
被布置在所述中心部的所述光源部在朝向所述配置区域的中心轴进行照射的方向上具有光轴,
被布置在所述边缘部的所述光源部的至少一部分在朝向所述配置区域的中心轴于扭曲位置进行照射的方向上具有光轴。
8.如权利要求1至7中的任一项所述的光源装置,其中:
所述多个光源部所具有的所述导光部件包括第1导光部件和第2导光部件,所述第1导光部件包含对所述光进行全反射的全反射面,所述第2导光部件也包含对所述光进行全反射的全反射面,
所述第1导光部件的形状与所述第2导光部件的形状不同。
9.如权利要求1至8中的任一项所述的光源装置,其中:
所述多个光源部在相邻的所述导光部件射出所述光的表面侧进行了连接。
10.如权利要求1至9中的任一项所述的光源装置,其中:
所述多个光源部各自均能独立照射所述光。
11.如权利要求1至10中的任一项所述的光源装置,其中:
所述光源装置为闪光灯。
12.一种导光阵列部,具备多个导光部件,其中:
所述多个导光部件各自对从发光元件入射的光进行导光后,使所述光射出并照射至被照射区域,
所述多个导光部件在圆形平面形状的配置区域内以至少组合矩形格子形状和三角形格子形状的方式配置或呈同心圆形状配置,
所述多个导光部件各自照射的所述光在所述被照射区域内排列成矩阵。
13.一种导光阵列部,具备多个导光部件,其中:
所述多个导光部件各自对从发光元件入射的光进行导光后,使所述光射出并照射至被照射区域,
所述多个导光部件各自照射的所述光在所述被照射区域内排列成矩阵,
所述多个导光部件的至少一部分在配置区域内被排列为与所述被照射区域中的所述光的排列不同的状态。
14.如权利要求12或13所述的导光阵列部,其中:
所述多个导光部件中的一部分所述导光部件照射的所述光在朝向与所述配置区域的平面正交的轴进行照射的方向上具有光轴,
所述多个导光部件中的一部分所述导光部件照射的所述光在朝向与所述配置区域的平面正交的轴于扭曲位置进行照射的方向上具有光轴。
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