JP2004233788A - Light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ストロボ装置の発光する部分のような発光装置に関し、詳しくは、携帯電話などに内蔵されるような小型でも明るく、しかも必要な範囲のみを照明することができるようにした発光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、カメラ付き携帯電話機が各種提供されている。例えば、特許文献1に開示されたカメラ付き携帯電話機は図5に示すように、外装体1の正面の下側部分に数字や文字を入力する各種ボタン2や、撮影のときに使用するレリーズボタン3などが配置され、上側部分に通信情報や画像などを表示する液晶のディスプレイ4が配置され、該ディスプレイ4の上側にレンズを露出させた電子カメラ5と、ストロボ装置6とが並んで配置されている。
【0003】
該ストロボ装置6は、外装体1の正面に形成された窓部を塞ぐプロテクタ、窓部から外装体1内に埋設される反射傘、そして該反射傘内に配置されるストロボ放電管などから構成されている。また前記電子カメラ5は、被写体の像を受光面に結像させて光電変換し、画像データとして出力する機能を備えている。画像データはインターフェースを介してメモリーカードのような記録媒体に記録される。
【0004】
そして、レリーズボタン3の操作によって、電子カメラ5に写された画像がディスプレイ4に表示される。暗い場所でレリーズボタン3が操作されると、ストロボ装置6が自動的に作動し、ストロボ放電管が被写体を照明し、電子カメラ5が該被写体を撮像する。撮像された被写体の画像データは、記録媒体に記録され、あるいはメールとして送信される。
【0005】
ところで、携帯電話機に内蔵されるストロボ装置6は、さらにコンパクト化を図り、また消費電力を低くしたいという要請がある。したがって、携帯電話機に内蔵するストロボ装置6の発光装置としては、ストロボ放電管よりもLEDランプを使用する方が適切といえる。
【0006】
LEDランプは、リードフレーム上にマウントされたLEDチップを透明な樹脂によって凸レンズ状にモールドしたものであり、コンパクトで低消費電力である上、白色に発光するタイプも提供されている。また、LEDチップと樹脂との熱膨張係数の相違から凸レンズ状の樹脂の外径は5mm以下とされている。
【0007】
なお、テールランプなどの車両用灯具として使用できるようにしたLEDランプが提案されている(例えば、特許文献2参照)。このLEDランプは、LEDチップからの光に適宜な照射角を与える第一の光学手段と、該第一の光学手段から光を受ける位置に空気層を介して設けられるレンズ状の第二の光学手段とが備えられた構成となっている。前記第一の光学手段は、LEDチップを配置する凹面鏡と凹面鏡内のLEDチップを樹脂によって充填するドーム状のレンズ部とから構成されている。また、前記第二の光学手段は、発光面積を拡大することができるように外径が15mm程度とされ、少なくとも一方の面がレンズカット面とされることにより、従来よりも少ない数のLEDランプを集めて輝度ムラのない車両用灯具を構成することができるようにされている。
【0008】
【特許文献1】
特開2001−320622号公報
【特許文献2】
特開2000−58925号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、LEDランプは点光源であるため、光が円錐状に放射される。したがって、カメラ付き携帯電話機のストロボ装置6の発光装置としてLEDランプが採用されると、LEDランプは被写体を円形に照明する。
【0010】
しかし、写真として撮影される範囲は四角形であり、LEDランプが被写体を円形に照明しても、四角形の外周から弓形状に突出して照明している部分の光は、撮影には寄与せず、有効に利用されていない。
【0011】
また、特開2000−58925に開示されたLEDランプは、被写体を四角形に照明するものではないため、光を有効に利用するという課題を解決できないだけでなく、発光面積が拡大するように第一の光学手段と第二の光学手段が備えられたものであり、ますます小型化される携帯電話機のストロボ装置6として採用することができない。
【0012】
そこで、本発明は、例えばカメラ付き携帯電話機のストロボ装置として採用される発光装置が、被写体を撮影する範囲に対応した四角形に照明し、光を有効に利用することができるようにすることを課題とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る発光装置は、点光源に近接した位置に凸レンズが配置された発光装置であって、前記凸レンズは、点光源側の内面が、点光源の光軸と直交する平坦面ないし光軸を中心とする凹面あるいは凸面とされる一方、反対側の外面が、光軸を通過する断面の外形線の曲率半径が光軸と直交する直交2軸のそれぞれ軸側に向けて漸次小さくなる凸面とされていることを特徴としている。
【0014】
このような凸レンズに近接して配置された点光源が発光すると、その光は凸レンズの内面で屈折して凸レンズ内に入射し、凸レンズの外面(凸面)によって光軸と平行な方向に屈折して外面から出ていく。また、光は凸レンズ内に円形に進入するものの、凸レンズの外面に形成された曲面状の凸面によって、凸レンズの外面から弓形状に出ていこうとする周囲の光は、凸レンズの中心向きに屈折し、より四角形状に近い形となって出ていき、被写体をほぼ四角形状に照明する。
【0015】
また、前記凸レンズは、直交2軸の一方の軸側に向かう曲率半径と他方の軸側に向かう曲率半径とが異なるように断面の外形線が形成されていることが好ましい。この発光装置によれば、直交2軸のうちの一方の軸側に向かう曲率半径と他方の軸側に向かう曲率半径とが異なることにより、縦方向と横方向の屈折率が異なり、光を凸レンズの外面からほぼ長方形状に出ていくようにすることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明に係る発光装置の一実施形態を図1から図4を参照しながら説明する。本実施形態の発光装置は図1および図2に示すように、LEDチップのような点光源7に近接して凸レンズ8が配置され、該凸レンズ8は、点光源7側の内面9が平坦な四角形状、例えば正方形とされ、反対側の外面10が凸面部11と凹陥部12を備えた曲面状とされている。
【0017】
すなわち、凸レンズ8の外面10には、2本の対角線13を円弧状の稜線とする曲面状の凸面部11が形成され、光軸14と直交する直交2軸、すなわち各辺の中心を結ぶ中心線15の部分に窪んだ凹陥部12が形成されている。したがって、対角線13の交点である中心が最も突出し、各辺の中心部には切欠部16が形成されている。
【0018】
また、凸レンズ8の外面10には、2本の対角線13の交点すなわち中心を通過する断面の外形線17の曲率半径が、各対角線13から各中心線15に向けて漸次小さくなるようにされている。
【0019】
したがって、凸レンズ8の側面および該側面に平行な断面は、図2(B)から(H)に示すようになる。凸レンズ8の側面、すなわち図2(A)のB−B線端面は図2(B)に示すように、中心に切欠部16が設けられ、該切欠部16の両側にほぼ楕円形を四分の一に切断したような形状の端面が形成されている。また、凸レンズ8の中心線15での断面、すなわち図2(A)のH−H線断面は図2(H)に示すように、両側に切欠部16が設けられ、該切欠部16間に半円形の凸面部11が形成される。凸レンズ8の側面と中心線15との間で図2(A)のC−C線からG−G線の各断面は、図2(C)から(G)に示すように、切欠部16が次第に浅くなり、また切欠部16の両側に外形線17が円弧状の凸面部11が形成される。この凸面部11の曲率半径は、端面から中心線15に向かうにしたがって、次第に小さくなり、前記のように中心線15での断面において図2(H)に示すように完全な半円形となる。
【0020】
このような曲面状の凸面部11と凹陥部12とにより、円形に広がろうとする光を四角形状に照明することができる。そして、例えば写真撮影に好適なように、2本の対角線13の交点すなわち中心を通過する断面の外形線17の曲率半径が、一方の中心線15に向かうものと他方の中心線15に向かうものとで異なるようにし、光の屈折率を異ならせることにより、光が長方形状に出ていくようにすることができる。
【0021】
このような凸レンズ8は図3に示すように、基板18上に固定されたソケット19に嵌め込まれる。ソケット19内の基板18上には、コンパクトで消費電力の低いLEDチップのような点光源7が凸レンズ8の中心と対峙するようにマウントされている。すなわち、凸レンズ8の外面10の最も突出した中心から内面9に垂線を下ろした線を延長した光軸14上に点光源7が配置されている。また、点光源7で発光した光は全て凸レンズ8内に入射するようにするため、凸レンズ8の内面9は点光源7に近接して配置されている。
【0022】
このような基板18上にマウントされた発光装置は、カメラ付き携帯電話機の外装体1(図5参照)内に、凸レンズ8の四角形の各辺が外装体1の各辺と平行になるように備えられる。該携帯電話機には、電子カメラ5やレリーズボタン3など(図5参照)が備えられている。
【0023】
そして、点光源7が発光すると、光軸14上の光は凸レンズ8の内面9に垂直に入力し、外面10から直進して出ていく。光軸14から円状に広がった光は、凸レンズ8の底面に斜め方向に入射し、光軸14の方へ屈折する。そして、凸レンズ8の外面10には曲面状の凸面部11と凹陥部12が形成され、凹陥部12が各辺の中心線15の部分で窪んでいることにより、円形に広がって外面10から出ようとする光は、四角形状に屈折して外面10からほぼ四角錐状に出ていく。
【0024】
すなわち、図4に示すように、光が円形に広がったと仮定したときに、その円形に内接する四角形の各辺20と円弧21とによって囲まれる弓形状の部分22の光が、凸レンズ8の凸面部11と凹陥部12とによって光軸14の方へ屈折する。弓形状の部分22の光は、両側が少なく、中間部が多くなるが、凸レンズ8の中心線13の部分に曲面状に形成された凹陥部12によって、中間部の光が強く、両側の光が弱く光軸14の方へ屈折する。したがって、凸レンズ8の外面10から出る光は、図4に示すようにほぼ四角錐状に照射される。
【0025】
したがって、携帯電話機に備えられた電子カメラ5が被写体の方に向けられ、暗い場所でレリーズボタン3が操作されると、点光源7が発光し、凸レンズ8から四角形状に被写体を照明する。凸レンズ8の各辺が携帯電話機の外装体1の各辺と平行とされているため、電子カメラ5に撮像される範囲を発光装置によって照明し、光を有効に利用することができる。
【0026】
なお、本発明は前記発明の実施の形態に限定することなく、特許請求の範囲に記載した技術的事項の範囲内において種々変更することができる。例えば、本発明に係る発光装置を備えたストロボ装置は、携帯電話機に内蔵されるものではなく、外付けであっても同様に実施することができるだけでなく、携帯電話機以外の各種カメラに備えることもできる。また、点光源はLEDチップに限定するものではない。さらに、凸レンズの内面は、平坦面ではなく、光軸を中心とする凹面あるいは凸面とすることもできる。
【0027】
【発明の効果】
本発明によれば、点光源に近接して配置された凸レンズの外面が特殊な凸面部を備えることにより、円形状に発光する光の周囲の弓形状の部分が光軸の方へ屈折し、四角形状に照明することができる。したがって、撮像される範囲のみを的確に照射することができ、照射斑を抑えることができるとともに、光を有効に利用することができ、消費電力を低くすることにより、バッテリを長寿命化することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る照明装置の一実施形態を示す概略斜視図
【図2】本発明に係る照明装置の一実施形態を示すもので、
(A)は平面図
(B)は側面図
(C)から(H)は(A)のC−C線からH−H線における各断面図
【図3】本発明に係る照明装置の一実施形態の一部断面正面図
【図4】本発明に係る照明装置によって照明されている状態を示す概略斜視図
【図5】カメラ付き携帯電話機の正面図
【符号の説明】
7 点光源
8 凸レンズ
9 内面
10 外面
14 光軸
15 中心線(光軸と直交する直交2軸)
17 外形線[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a light-emitting device such as a light-emitting portion of a strobe device, and more particularly, to a light-emitting device which is small in size and built in a cellular phone or the like, and which can illuminate only a necessary range. .
[0002]
[Prior art]
In recent years, various types of mobile phones with a camera have been provided. For example, as shown in FIG. 5, a camera-equipped mobile phone disclosed in
[0003]
The
[0004]
By operating the
[0005]
By the way, there is a demand to further reduce the size of the
[0006]
The LED lamp is obtained by molding an LED chip mounted on a lead frame into a convex lens shape with a transparent resin. The LED lamp is compact, consumes low power, and emits white light. The outer diameter of the convex lens-shaped resin is set to 5 mm or less due to the difference in the thermal expansion coefficient between the LED chip and the resin.
[0007]
Note that an LED lamp that can be used as a vehicle lamp such as a tail lamp has been proposed (for example, see Patent Document 2). The LED lamp includes a first optical unit for giving an appropriate irradiation angle to light from the LED chip, and a lens-shaped second optical unit provided via a layer of air at a position to receive the light from the first optical unit. Means are provided. The first optical means includes a concave mirror for disposing an LED chip and a dome-shaped lens portion for filling the LED chip in the concave mirror with resin. In addition, the second optical means has an outer diameter of about 15 mm so that the light emitting area can be enlarged, and at least one surface is a lens cut surface, so that a smaller number of LED lamps than in the related art is used. To form a vehicular lamp having no luminance unevenness.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2001-320622 A [Patent Document 2]
JP 2000-58925 A
[Problems to be solved by the invention]
By the way, since the LED lamp is a point light source, light is emitted in a conical shape. Therefore, when an LED lamp is employed as the light emitting device of the
[0010]
However, the range taken as a photograph is a rectangle, and even if the LED lamp illuminates the subject in a circular shape, the light of the part that illuminates by projecting in a bow shape from the outer periphery of the rectangle does not contribute to photography, Not being used effectively.
[0011]
In addition, the LED lamp disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-58925 does not illuminate a subject in a rectangular shape, and thus cannot not only solve the problem of effectively using light but also increase the light emitting area so as to increase the light emitting area. And the second optical means, and cannot be adopted as the
[0012]
Therefore, an object of the present invention is to make it possible for a light emitting device employed as a strobe device of a camera-equipped mobile phone, for example, to illuminate a square corresponding to a range in which a subject is photographed, and to use light effectively. And
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The light-emitting device according to the present invention is a light-emitting device in which a convex lens is arranged at a position close to a point light source, wherein the convex lens has a flat surface or an optical axis whose inner surface on the point light source side is orthogonal to the optical axis of the point light source. A convex surface whose outer surface on the opposite side has a radius of curvature of a cross-sectional outline passing through the optical axis and gradually decreases toward each of two orthogonal axes orthogonal to the optical axis. It is characterized by that.
[0014]
When a point light source arranged close to such a convex lens emits light, the light is refracted on the inner surface of the convex lens and enters the convex lens, and refracted by the outer surface (convex surface) of the convex lens in a direction parallel to the optical axis. Get out from the outside. In addition, although light enters the convex lens in a circular shape, due to the curved convex surface formed on the outer surface of the convex lens, the surrounding light that is going to exit from the outer surface of the convex lens in an arc shape is refracted toward the center of the convex lens. , And comes out in a shape closer to a square shape, and illuminates the subject in a substantially square shape.
[0015]
In addition, it is preferable that the convex lens is formed with an outer shape of a cross section such that a radius of curvature toward one of the two orthogonal axes is different from a radius of curvature toward the other axis. According to this light emitting device, since the radius of curvature toward one axis side of the two orthogonal axes is different from the radius of curvature toward the other axis side, the refractive indices in the vertical direction and the horizontal direction are different, and light is projected into a convex lens. From the outer surface of the device.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
One embodiment of a light emitting device according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the light emitting device of the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, a
[0017]
That is, on the
[0018]
The
[0019]
Therefore, the side surface of the
[0020]
With the curved
[0021]
Such a
[0022]
The light emitting device mounted on such a
[0023]
When the point
[0024]
That is, as shown in FIG. 4, when it is assumed that the light spreads in a circular shape, the light of the arc-shaped
[0025]
Therefore, when the
[0026]
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments of the invention, but can be variously modified within the scope of the technical matters described in the claims. For example, a strobe device provided with a light emitting device according to the present invention is not built into a mobile phone, and can be implemented in the same manner even if it is externally mounted, and can be provided in various cameras other than the mobile phone. You can also. Further, the point light source is not limited to the LED chip. Further, the inner surface of the convex lens may be a concave surface or a convex surface centered on the optical axis instead of a flat surface.
[0027]
【The invention's effect】
According to the present invention, the outer surface of the convex lens disposed in close proximity to the point light source has a special convex surface portion, so that an arc-shaped portion around light emitted in a circular shape is refracted toward the optical axis, It can be illuminated in a square shape. Therefore, it is possible to accurately irradiate only the area to be imaged, suppress irradiation spots, effectively use light, and extend the life of the battery by reducing power consumption. Will be able to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of a lighting device according to the present invention. FIG. 2 shows an embodiment of a lighting device according to the present invention.
(A) is a plan view, (B) is a side view, and (H) is a cross-sectional view taken along a line CC of FIG. (A). FIG. 3 is an embodiment of a lighting device according to the present invention. FIG. 4 is a schematic perspective view showing a state of being illuminated by the lighting device according to the present invention. FIG. 5 is a front view of a camera-equipped mobile phone.
7 point
17 Outline
Claims (2)
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