説明

光源装置

【課題】耐久性および経済性に優れ、かつ大光量を照射することができる光源装置を提供する。
【解決手段】複数のLEDチップと、略球殻をなし前記複数のLEDチップを取り付けるフレーム部と、前記フレーム部に設けられた開口部から所定の距離だけ離れた位置に前記略球殻の内部で発生した光を外部へ出射する出射光学系とを備える。各LEDチップの発光部は、前記フレーム部のなす略球殻の中心付近を指向する。前記フレーム部は、各LEDチップの発光部を少なくとも挿通する挿通用孔部と、前記複数のLEDチップから発生した光を外部に送出する前記開口部とを有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、LED(Light Emitting Diode)を用いた光源装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、光源装置として、ハロゲンやキセノンを用いたものがよく使用されている。(例えば、特許文献1を参照)。上述した光源装置をカメラのストロボとして適用する場合には、大光量を得るために高電圧を印加する必要があり、高電圧発生用の昇圧回路等が必要であった。また、そのような従来の光源の場合、耐久性という点でも問題があり、定期的な取替えを行う必要があった。
【0003】
これに対して、近年の青色LEDの実用化により、カラー3原色が揃い、フルカラー表示が可能となっており、白色LEDの構成も容易となっている。このため、さまざまな光源として白色LEDが適用されるようになってきている。LEDの利点は、従来の光源よりも長寿命であって省電力化を図ることができる点にある。
【0004】
【特許文献1】特開平11−162232号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、LEDは光量が少なく、ストロボや自動車のヘッドライトのように大光量を必要とする光源としてはこれまで不適確であるとされてきており、LEDの特性を活かしつつも大光量を実現することができる技術が待望されていた。
【0006】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、耐久性および経済性に優れ、かつ大光量を照射することができる光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1記載の発明に係る光源装置は、複数のLEDチップが略球殻をなすように配設されて成り、各LEDチップの発光部が前記略球殻の中心付近を指向することを特徴とする。
【0008】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、略球殻をなし、前記複数のLEDチップが取り付けられるフレーム部を備え、前記フレーム部は、各LEDチップの発光部を少なくとも挿通する挿通用孔部と、前記複数のLEDチップから発生した光を外部に送出する開口部とを有することを特徴とする。
【0009】
請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明において、 隣接するLEDチップ同士を接着することによって略球殻を構成したことを特徴とする。
【0010】
請求項4記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記複数のLEDチップは、略球殻をなす一つの基板に一体成型されたことを特徴とする。
【0011】
請求項5記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項記載の発明において、前記略球殻の内周をなす表面の少なくとも一部に光を反射する塗料を塗布したことを特徴とする。
【0012】
請求項6記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一項記載の発明において、前記開口部から所定の距離だけ離れた位置に前記略球殻の内部で発生した光を外部へ出射する出射光学系を設けたことを特徴とする。
【0013】
請求項7記載の発明は、請求項1〜6のいずれか一項記載の発明において、当該光源装置は、カメラのストロボであることを特徴とする。
【0014】
請求項8記載の発明は、請求項1〜6のいずれか一項記載の発明において、当該光源装置は、プロジェクタの光源であることを特徴とする。
【0015】
請求項9記載の発明は、請求項1〜6のいずれか一項記載の発明において、当該光源装置は、車両のヘッドライトであることを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
本発明にかかる光源装置によれば、複数のLEDチップが略球殻をなすように配設されて成り、各LEDチップの発光部が前記略球殻の中心付近を指向することにより、耐久性および経済性に優れ、かつ大光量を照射することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態(以後、「実施の形態」と称する)を説明する。
【0018】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る光源装置の構成を示す断面図である。同図に示す光源装置1は、複数のLED(Light Emitting Diode)チップ2と、略球殻状をなし、複数のLEDチップが取り付けられて成るフレーム部3と、フレーム部3の内部で発生した光を外部へ出射する出射光学系4と、を備える。
【0019】
LEDチップ2はベアチップであり、光の3原色(赤、青、緑)のいずれかを発光する。かかる3原色を用いて如何なる混合色(白色光を含む)を生成するかに応じて、LEDチップ2の配置パターンが定められる。LEDチップ2は、たかだか数mm2程度の表面積を有するものであり、使用する総数はフレーム部3の径によって異なってくる。なお、図1においては、LEDチップの配線を省略して記載している。
【0020】
図2は、LEDチップ2のフレーム部3への取付態様の概略を示す部分拡大断面図である。同図に示すように、フレーム部3は、各LEDチップ2の発光部21を少なくとも受容し、各発光部21からの光を内部へ出射するために中心軸が球殻の中心を志向する出射用孔部32を備える。また、フレーム部3は、図1に示すように、フレーム部3内部で発生した光を外部に出射するための円形の開口部31を備える。
【0021】
フレーム部3の内側面3aには、光の反射率が高い塗料が塗布されている。これにより、各LEDチップ2から発せられた光はフレーム部3の中心Oを通過して伝搬し、内側面3aに到達することによって反射を繰り返す。このうち開口部31に到達するのは全体の一部であるが、LEDチップ2は多数あるため、開口部31に到達した光量は、開口部31の面積に相当する複数のLEDチップ2を一列にまたは二次元的に並べた場合などと比較して遥かに大きい。なお、開口部31の直径としては、フレーム部3をなす球殻の直径の20〜60%程度である。
【0022】
出射光学系4は、フレーム部3から出てくる光を拡大、広角化したり、指向性を持たせたりする機能を具備しており、図1では一つのレンズで記載しているが、複数のレンズを組み合わせることによって構成されることもある。フレーム部3を出た光は、この出射光学系4によって所望の光量を有する光として外部へ出射される。
【0023】
以上説明した本発明の実施の形態1に係る光源装置によれば、複数のLEDチップが略球殻をなすように配設されて成り、各LEDチップの発光部が前記略球殻の中心付近を指向することにより、耐久性および経済性に優れ、かつ大光量を照射することができる。
【0024】
なお、光源装置の用途に応じて光の種類が異なるため、その用途に応じて使用するLEDチップの組み合わせを変更すればよい。
【0025】
(実施の形態2)
図3は、本発明の実施の形態2に係る光源装置の構成を示す断面図である。同図に示す光源装置5は、隣接するLEDチップ2の側面同士を適当な接着剤によって接着することによって略球殻形状を構成したことを特徴とする。この光源装置5においても、各LEDチップ2の発光部21が前述した略球殻の中心を指向している。なお、図3では、図1や図2と同様に、LEDチップ2の配線を省略して記載している。
【0026】
本実施の形態2においては、各LEDチップ2の基板部分の表面であって発光部21と同じ側の表面に光の反射率が高い塗料が塗布されている。なお、開口部51の直径は、複数のLEDチップ2によって形成される球殻の直径の20〜60%程度である。
【0027】
以上の構成を有する光源装置5において、各LEDチップ2から発せられた光の一部は、LEDチップ2によって構成する略球殻の中心付近を通過しながら数度の反射を繰り返すことによって開口部51へ到達し、上記実施の形態1と同様に出射光学系4を介して外部へ出射される。
【0028】
以上説明した本発明の実施の形態2に係る光源装置によれば、複数のLEDチップが略球殻をなすように配設されて成り、各LEDチップの発光部が前記略球殻の中心付近を指向することにより、上記実施の形態1と同様に、耐久性および経済性に優れ、かつ大光量を照射することができる。
【0029】
また、本実施の形態2によれば、LEDチップそのものを用いて略球殻形状を構成しているため、フレーム部が不要である。したがって部品点数が少なくて済み、より経済的な光源装置を提供することが可能である。
【0030】
なお、以上の説明では、LEDチップとしてベアチップを適用した場合を説明したが、本実施の形態2においては、青色LEDをエポキシ等の樹脂で封止した表面実装型のLEDチップを適用することも可能である。
【0031】
また、略球殻形状をなす一つの基板上にLEDの発光部を網目状に配設するような構成としてもよい。
【実施例】
【0032】
以下、本発明に係る光源装置の好適な実施例を、図4〜図6を用いて説明する。本発明の光源装置は、その外形が略球体状をなしていればよく、径に応じてさまざまな機器の光源として適用することが可能である。
【0033】
図4は、本発明の一適用例であるカメラの外観構成を示す斜視図である。本発明においては、大光量を得るために高電圧を印加する必要がない。したがって、図4に示すカメラ61の内部において、ストロボ用の昇圧回路やトリガ回路等が不要となる。そこで、この不要となったスペースに本発明に係る光源装置を配設し(直径数cm程度)、低電圧を供給しながらもフラッシュ62の光源として十分な光量を供給することが可能となる。
【0034】
また、図5に示すような四輪自動車71のヘッドライト72の光源として適用することもできる。近年、LEDを車両のテールライトに適用する技術は進歩してきているが、ヘッドライトとしては光量が依然として不足していた。この点、本発明に係る光源装置によれば、低電圧で大光量の光を出射することができるので、図5に示すように、四輪自動車のヘッドライトとしても好適である。なお、この場合の略球殻の径は、数cm〜数十cm程度である。
【0035】
さらに、本発明に係る光源装置を、図6に示すような画像生成投影用のプロジェクタ81の投影部82から出射する光の光源として適用することも可能である(略球殻の径は数cm程度)。この場合にも、低電圧で耐久性に優れた光源を実現することが可能となる。
【0036】
本発明に係る光源装置は、ここで図示した以外にも、例えばコピー機の光源や、懐中電灯の光源としても適用可能である。
【0037】
以上の説明からも明らかなように、本発明は、ここでは記載していないさまざまな実施の形態や実施例等を含みうるものであり、特許請求の範囲により特定される技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】本発明の実施の形態1に係る光源装置の構成を示す断面図である。
【図2】本発明の実施の形態1に係る光源装置において、LEDチップのフレーム部への取付態様を示す部分拡大断面図である。
【図3】本発明の実施の形態2に係る光源装置の構成を示す断面図である。
【図4】本発明に係る光源装置を適用した第1の実施例であるカメラの構成を示す図である。
【図5】本発明に係る光源装置を適用した第2の実施例である四輪自動車の構成を示す図である。
【図6】本発明に係る光源装置を適用した第3の実施例であるプロジェクタの構成を示す図である。
【符号の説明】
【0039】
1、5 光源装置
2 LEDチップ
3 フレーム部
3a 内側面
4 出射光学系
21 発光部
31、51 開口部
32 出射用孔部
61 カメラ
62 フラッシュ
71 四輪自動車
72 ヘッドライト
81 プロジェクタ
82 投影部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のLEDチップが略球殻をなすように配設されて成り、各LEDチップの発光部が前記略球殻の中心付近を指向することを特徴とする光源装置。
【請求項2】
略球殻をなし、前記複数のLEDチップが取り付けられるフレーム部を備え、
前記フレーム部は、各LEDチップの発光部を少なくとも挿通する挿通用孔部と、前記複数のLEDチップから発生した光を外部に送出する開口部とを有することを特徴とする請求項1記載の光源装置。
【請求項3】
隣接するLEDチップ同士を接着することによって略球殻を構成したことを特徴とする請求項1記載の光源装置。
【請求項4】
前記複数のLEDチップは、略球殻をなす一つの基板に一体成型されたことを特徴とする請求項1記載の光源装置。
【請求項5】
前記略球殻の内周をなす表面の少なくとも一部に光を反射する塗料を塗布したことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項記載の光源装置。
【請求項6】
前記開口部から所定の距離だけ離れた位置に前記略球殻の内部で発生した光を外部へ出射する出射光学系を設けたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項記載の光源装置。
【請求項7】
当該光源装置は、カメラのストロボであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項記載の光源装置。
【請求項8】
当該光源装置は、プロジェクタの光源であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項記載の光源装置。
【請求項9】
当該光源装置は、車両のヘッドライトであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項記載の光源装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2007−273379(P2007−273379A)
【公開日】平成19年10月18日(2007.10.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−99876(P2006−99876)
【出願日】平成18年3月31日(2006.3.31)
【出願人】(000000376)オリンパス株式会社 (11,466)
【Fターム(参考)】