JP6951648B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態の発光装置101の断面構造を模式的に示している。発光装置101は、光拡散構造10と、少なくとも1つの第1光源40と、少なくとも1つの第2光源50とを備えている。本実施形態では、発光装置101は複数の第1光源40および複数の第2光源50を備えている。以下、各構成要素を詳細に説明する。
光拡散構造10は、第1フレネルレンズ20および第2フレネルレンズ30を含む。本実施形態では、第1フレネルレンズ20および第2フレネルレンズ30はリニアフレネルレンズである。図2Aおよび図2Bは、第1フレネルレンズ20の平面図および断面図である。図2Aおよび図2Bに示すように、平面視において第1フレネルレンズ20の伸びる方向にy軸(第1方向)をとり、直交する方向(第2方向)にx軸をとる。また、図2Bに示すように、y軸およびx軸に垂直な方向にz軸をとる。z軸は、第1フレネルレンズ20および第2フレネルレンズ30の光軸と平行である。以下、x軸およびy軸を含む面をxy平面と呼び、x軸およびz軸を含む平面をxz平面とも呼ぶ。
形状を分割し、平面上に配置した断面形状を有している。これに対し、第1フレネルレンズ20は、図2Cに示す一般的なリニアフレネルレンズにおいて、分割された複数の表面形状部分のうち、ハッチングで示す一部分のみを平面上に配置した断面形状を備えている。
図3Aおよび図3Bは、複数の第1光源40および複数の第2光源50の平面図および断面図である。発光装置101は基板60をさらに備え、複数の第1光源40および複数の第2光源50が基板60に配列されている。図3Aおよび図3Bでは、それぞれ15個の第1光源40および第2光源50が基板60に配列されている。具体的には、第1光源40は基板60の主面60aにおける第1領域61aにまとめて配置されており、第2光源50は主面60aの第2領域62aにまとめて配置されている。例えば、第1光源40および第2光源50は、5行3列のマトリックス状に配置されている。図3Aおよび図3Bでは、第1光源40および第2光源50の数はそれぞれ15であるが、それぞれ1以上であればよく、第1光源40の数と第2光源50の数とは異なっていてもよい。
基板60に実装されている。基板60はCOBによる発光素子41の実装が可能なように、主面60a上に電極パターン等が形成されている。発光素子41は、基板60上に接着剤等によって接合されており、ワイヤによって基板60上の電極および他の発光素子41と電気的に接続されている。また、被覆部材43は複数の発光素子41の出射面41aを一体的に覆うように基板60上に設けられている。複数の発光素子41を連続的に被覆部材43で覆うことによって、分離した被覆部材43で個別に発光素子41を覆う場合に比べて生産性を高め、基板60に第1光源40を効率よく実装することができる。
子41および発光素子42のそれぞれに上述した波長変換部材が設けられていてもよい。また、第1光源40および第2光源50のそれぞれ、あるいは、いずれか一方は、赤、青、緑の光を出射する発光素子を含み、白色を出射してもよい。
発光装置101は拡散板65を備えていてもよい。拡散板65は、光拡散構造10を透過した第1光源40および第2光源50からの光が入射する位置に配置され、支持体80に支持されている。拡散板65には、照明むらを抑制するために、照明装置および表示装置の面発光光源等として用いられる種々の物性の拡散板を用いることができる。
図4Aを参照しながら、光拡散構造10から出射する光を説明する。図4Aは、発光装置101における第1光源40および第2光源50から出射する光が光拡散構造10を透過する様子を模式的に示している。分かり易さのため、第1光源40および第2光源50から出射する光のうち、z軸と平行な光線のみを示している。
1フレネルレンズ20の第2領域21bに入射する。第1フレネルレンズ20の第2領域21bにもセグメント22は存在しないため、光81はz軸と平行な光81として出射する。
認識できる場合には、拡散板65を備えることにより、ほぼ均一な色となり得る。
第2の実施形態の発光装置102は、光拡散構造10’のフレネルレンズが円形状を有している点で、第1の実施形態の発光装置101と異なっている。第2の実施形態の発光
装置102の断面構造は図1に示す発光装置101と同じである。図5Aおよび図5Bは、発光装置102の第1フレネルレンズ20’の平面図および断面図である。
1’は第4領域64aの第2光源50から出射し、直進する光82と混合される。
本開示の発光装置には種々の改変が可能である。例えば、第1フレネルレンズおよび第2フレネルレンズは、リニアフレネルレンズおよび円形のフレネルレンズ以外に、図7に示すように、楕円形状を有するフレネルレンズ120であってもよい。
は輪帯を有する場合、フレネルレンズは、第2領域において、集光機能を有さず、かつ、垂直に入射する光を直進させる。この場合、第2領域において、断面が矩形のセグメントまたは輪帯を有するフレネルレンズと、第2領域において、断面が矩形のセグメントまたは輪帯を有しないフレネルレンズとは、形状が異なるが、光学的構造は同じである。さらに、第1フレネルレンズおよび第2フレネルレンズにおいて、複数の第1領域の一部の形状が異なっていたり、複数の第1領域の一部の配置が異なっていても、ある程度の混色の効果を得ることが可能である。
に配置され、第1領域21a’には配置されていない。
10A 領域
20、20’ 第1フレネルレンズ
20A〜20D 領域
20i 光軸
20f20f’ 焦点
21 矩形領域
21’ 輪帯領域
21a 第1領域
21b 第2領域
22 セグメント
22’ 輪帯
30、30’ 第2フレネルレンズ
40 第1光源
41、42 発光素子
41a、42a 出射面
43、44 被覆部材
50 第2光源
60 基板
60a 主面
65 拡散板
70 基体
70a 第1主面
70b 第2主面
80 支持体
81、81’、82、82’ 光
101、102 発光装置
Claims (12)
- 互いに異なる波長帯域または相関色温度の光を出射する少なくとも2つの光源と、
前記少なくとも2つの光源から出射する光が透過する位置に配置され、リニアフレネルレンズである第1フレネルレンズを有する光拡散構造と、
を備え、
前記第1フレネルレンズは、平面視において、それぞれが、第1方向に伸び、前記第1方向と異なる第2方向に配列された矩形形状を有する複数の第1領域および複数の第2領域を含み、
前記第1フレネルレンズは、シリンドリカルレンズの表面を、前記複数の第1領域および前記複数の第2領域の境界でそれぞれ分割し、前記複数の第1領域および前記複数の第2領域のうち、前記第1領域にのみにおいて、前記分割されたシリンドリカルレンズの表面を有し、断面が鋸歯状を有するセグメントが配置されている、発光装置。 - 互いに異なる波長帯域または相関色温度の光を出射する少なくとも2つの光源と、
前記少なくとも2つの光源から出射する光が透過する位置に配置され、円または楕円形状を有する第1フレネルレンズを有する光拡散構造と、
を備え、
前記第1フレネルレンズは、平面視において、同心状に配置されたリング形状または部分リング形状を有する複数の第1領域および複数の第2領域を含み、
前記第1フレネルレンズは、球面または曲面レンズの表面を、前記複数の第1領域および前記複数の第2領域の境界でそれぞれ分割し、前記複数の第1領域および前記複数の第2領域のうち、前記第1領域にのみにおいて、前記分割されたシリンドリカルレンズの表面を有し、断面が鋸歯状を有するセグメントが配置されており、
前記少なくとも2つの光源は、前記第1フレネルレンズの光軸上に位置していない、発光装置。 - 前記光拡散構造は、前記第1フレネルレンズと同じ光学的構造を有する第2フレネルレンズをさらに備え、前記第1フレネルレンズの光路の少なくとも一部は前記第2フレネルレンズの光路と重なっている、請求項1または2に記載の発光装置。
- 前記光拡散構造において、前記第1フレネルレンズと前記第2フレネルレンズとは互いに平行に配置され、光軸が一致している、請求項3に記載の発光装置。
- 前記第1フレネルレンズおよび前記第2フレネルレンズは、同一形状を有している請求項3または4に記載の発光装置。
- 前記第1フレネルレンズおよび前記第2フレネルレンズの焦点の位置は一致している、請求項4に記載の発光装置。
- 前記第1フレネルレンズにおいて前記第1領域および前記第2領域は交互に配列されている請求項1から6のいずれかに記載の発光装置。
- 前記第1フレネルレンズにおいて、前記第2領域は集光機能を実質的に有していない、請求項1から7のいずれかに記載の発光装置。
- 第1主面および第2主面を有する板状の基体をさらに備え、
前記第1フレネルレンズおよび前記第2フレネルレンズは、それぞれ、前記第1主面および第2主面にそれぞれ位置している請求項3から6のいずれかに記載の発光装置。 - 前記少なくとも2つの光源のそれぞれは、前記互いに異なる波長帯域の光を出射する複数の第1光源および複数の第2光源を含み、
前記複数の第1光源および前記複数の第2光源のそれぞれは、
出射面を有する発光素子と、
蛍光体を含み、前記発光素子の出射面を覆う被覆部材と、
を含む請求項1から9のいずれかに記載の発光装置。 - 前記少なくとも2つの光源は、白色光を出射する第1光源と、電球色光を出射する第2光源とを含む請求項10に記載の発光装置。
- 前記複数の第1領域および複数の前記第2領域は交互に配置されている、請求項1から11のいずれかに記載の発光装置。
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