米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 照明 -> 松下電工株式会社

発明の名称 発光装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−80526(P2007−80526A)
公開日 平成19年3月29日(2007.3.29)
出願番号 特願2005−262921(P2005−262921)
出願日 平成17年9月9日(2005.9.9)
代理人 【識別番号】100087767
【弁理士】
【氏名又は名称】西川 惠清
発明者 田中 健一郎
要約 課題
波長の異なる光のそれぞれの照射エリアをほぼ同じにして、色ムラを低減する。

解決手段
赤色発光ダイオード20が発光した赤色光は、光学レンズ30の出射面301において、赤色光の屈折率が小さいが、曲率半径が短いので、大きく屈折して出射し、壁面Aに照射される。また、緑色発光ダイオード21が発光した緑色光は、光学レンズ31の出射面311において、赤色光より緑色光の屈折率が大きいが、曲率半径が出射面301の曲率半径より長いので、赤色光とほぼ同様に屈折して出射し、壁面Aに照射される。さらに、青色発光ダイオード22が発光した青色光は、光学レンズ32の出射面321において、赤色光や緑色光より青色光の屈折率が大きいが、曲率半径が出射面301,311の曲率半径より長いので、赤色光や緑色光とほぼ同様に屈折して出射し、壁面Aに照射される。
特許請求の範囲
【請求項1】
それぞれが波長の異なる光を発光する複数の光源と、
それぞれが前記複数の光源のいずれかと対応し、前記対応する光源から入射した光を出射させるために、前記入射した光の波長が長くなるにつれて曲率半径の短い出射面を有する複数の光学レンズと
を備え、
前記複数の光学レンズの出射面から出射したすべての光を同一のエリアに照射する
ことを特徴とする発光装置。
【請求項2】
前記入射した光の波長が長くなるにつれて、前記光学レンズの出射面と前記対応する光源との距離が短くなることを特徴とする請求項1記載の発光装置。
【請求項3】
前記複数の光学レンズを、それぞれの前記出射面が連接するように備えることを特徴とする請求項1又は2記載の発光装置。
【請求項4】
前記複数の光源が、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード及び青色発光ダイオードであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか記載の発光装置。
【請求項5】
前記複数の光源が、赤色発光ダイオード及び白色発光ダイオードであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか記載の発光装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数の光源から光が出射する発光装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、この種の発光装置は、例えば、特許文献1に開示されているように、複数のLED(光源)と、それぞれが複数のLEDのいずれかに対応して配置される複数の集光レンズ(光学レンズ)とを備え、複数のLEDが発光した光を、それぞれ対応する集光レンズによって照明域全体に集光させるものである。
【特許文献1】特開2004−281352号公報(第11〜18頁及び第18図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、上記従来の発光装置は、複数の光源がそれぞれ異なる波長の光を発光する場合に、光学レンズの屈折率が波長ごとに異なるので、照射エリアにおいて色収差による色ムラが発生してしまうという問題があった。
【0004】
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、波長の異なる光のそれぞれの照射エリアをほぼ同じにして、色ムラを低減することができる発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
請求項1に記載の発明は、それぞれが波長の異なる光を発光する複数の光源と、それぞれが前記複数の光源のいずれかと対応し、前記対応する光源から入射した光を出射させるために、前記入射した光の波長が長くなるにつれて曲率半径の短い出射面を有する複数の光学レンズとを備え、前記複数の光学レンズの出射面から出射したすべての光を同一のエリアに照射することを特徴とする。
【0006】
この構成では、波長の異なる光のそれぞれの照射エリアをほぼ同じにして、波長の異なる光をすべて同一のエリアに照射することができるので、色ムラを低減することができる。
【0007】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記入射した光の波長が長くなるにつれて、前記光学レンズの出射面と前記対応する光源との距離が短くなることを特徴とする。この構成では、波長の異なる光の照射エリアの広さをより近づけることができるので、波長の異なる光のすべてが照射される場所をより拡大することができ、色ムラをより低減することができる。
【0008】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記複数の光学レンズを、それぞれの前記出射面が連接するように備えることを特徴とする。この構成では、複数の光学レンズを一体にして形成することができるので、部品点数を低減することができ、組み立てを容易に行うことができる。
【0009】
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の発明において、前記複数の光源が、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード及び青色発光ダイオードであることを特徴とする。この構成では、赤色光、緑色光及び青色光により白色光を生成することができる。
【0010】
請求項5に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の発明において、前記複数の光源が、赤色発光ダイオード及び白色発光ダイオードであることを特徴とする。この構成では、演色性の高い光を得ることができる。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、波長の異なる光のそれぞれの照射エリアをほぼ同じにして、色ムラを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
(実施形態1)
本発明の実施形態1について図1を用いて説明する。図1は、実施形態1の発光装置の構成を示す断面図である。
【0013】
先ず、実施形態1の基本的な構成について説明する。実施形態1の発光装置1は、図1に示すように、壁面Aに照射するものであり、複数の光源2と、光学部品3とを備え、壁面Aの近傍に配置されている。なお、図1において、実施形態1の発光装置1は、一部を示しているだけであり、上下方向や手前方向、奥方向にも同様に複数の光源2と、光学部品3とを備えている。
【0014】
複数の光源2は、赤色発光ダイオード20、緑色発光ダイオード21及び青色発光ダイオード22から構成されている。赤色発光ダイオード20は、電源(図示せず)から電力が供給されると、赤色光を右面200から光学部品3に発光する。同様に、緑色発光ダイオード21は、電源(図示せず)から電力が供給されると、緑色光を右面210から光学部品3に発光する。さらに、青色発光ダイオード22は、電源(図示せず)から電力が供給されると、青色光を右面220から光学部品3に発光する。
【0015】
光学部品3は、3つの光学レンズ30,31,32を、後述するそれぞれの出射面301,311,321が連接するように一体に備えている。光学レンズ30は、赤色発光ダイオード20と対応して配置されている。同様に、光学レンズ31は、緑色発光ダイオード21と対応して配置されている。さらに、光学レンズ32は、青色発光ダイオード22と対応して配置されている。
【0016】
各光学レンズ30,31,32は、透明性を有し、底面300,310,320と、出射面301,311,321とを備えている。底面300,310,320にはそれぞれ凹部302,312,322が形成されている。上記凹部302には赤色発光ダイオード20が配置され、凹部312には緑色発光ダイオード21が配置され、凹部322には青色発光ダイオード22が配置されている。各光学レンズ30,31,32は、入射した光の波長が長くなるにつれて、出射面301,311,321と、それぞれに対応する発光ダイオード20,21,22との距離が短くなるように形成されている。具体的には、出射面301と赤色発光ダイオード20の距離が最も短く、次に出射面311と緑色発光ダイオード21の距離であり、出射面321と青色発光ダイオード22の距離が最も長い。
【0017】
一方、出射面301,311,321は、入射した光の波長が長くなるにつれて曲率半径が短くなるように形成されている。具体的には、出射面301,311,321のうち、赤色光が出射する出射面301の曲率半径が最も短く、次に緑色光が出射する出射面311の曲率半径であり、青色光が出射する出射面321の曲率半径が最も長い。また、出射面301,321は、壁面Aの照射エリアBの中心方向に向くように形成されている。
【0018】
このような光学レンズ30,31,32では、発光ダイオード20,21,22からの光が底面300,310,320から入射し、底面300,310,320から入射した光が出射面301,311,321から壁面Aに向かって出射する。光学レンズ30,31,32の出射面301,311,321から出射したすべての光を同一の照射エリアBに照射し、白色光を生成する。
【0019】
次に、実施形態1の発光装置1において各発光ダイオード20,21,22が発光した光の光路について説明する。先ず、赤色光について説明する。赤色発光ダイオード20が発光した赤色光は、底面300から光学レンズ30に入射する。続いて、光学レンズ30に入射した光は、光学レンズ30内を透過して出射面301に到達する。光学レンズ30において赤色光の屈折率が小さいが、出射面301の曲率半径は短いので、出射面301に到達した赤色光は、大きく屈折して出射し、壁面Aの照射エリアBに照射される。
【0020】
続いて、緑色光について説明する。緑色発光ダイオード21が発光した緑色光は、底面310から光学レンズ31に入射する。続いて、光学レンズ31に入射した光は、光学レンズ31内を透過して出射面311に到達する。赤色光より緑色光の屈折率が大きいが、出射面311の曲率半径が出射面301の曲率半径より長いので、出射面311に到達した緑色光は、赤色光とほぼ同様に屈折して出射し、壁面Aの照射エリアBに照射される。
【0021】
青色光について説明する。青色発光ダイオード22が発光した青色光は、底面320から光学レンズ32に入射する。続いて、光学レンズ32に入射した光は、光学レンズ32内を透過して出射面321に到達する。赤色光や緑色光より青色光の屈折率が大きいが、出射面321の曲率半径が出射面301,311の曲率半径より長いので、出射面321に到達した青色光は、赤色光や緑色光とほぼ同様に屈折して出射し、壁面Aの照射エリアBに照射される。
【0022】
上記より、壁面Aにおいて、赤色光、緑色光及び青色光をほぼ同一の大きさで照射エリアBに照射することができる。
【0023】
以上、実施形態1によれば、赤色発光ダイオード20、緑色発光ダイオード21及び青色発光ダイオード22からの光の波長ごとに、複数の光学レンズ30,31,32の出射面301,311,321の曲率半径、及び出射面301,311,321と発光ダイオード20,21,22との距離が異なり、また出射面301,321を壁面Aの中心側に向けて備えて複数の光学レンズ30,31,32の形状をそれぞれ変えることにより、壁面Aにおいて、色収差が補正され、波長の異なる赤色光、緑色光及び青色光の照射エリアをほぼ同じにして、赤色光、緑色光及び青色光をすべて同一の照射エリアBに照射することができるので、色ムラを低減し、均一な色分布を得ることができる。また、複数の光学レンズ30,31,32を光学部品3として一体にして形成することができるので、部品点数を低減することができ、組み立てを容易に行うことができる。さらに、赤色発光ダイオード20、緑色発光ダイオード21及び青色発光ダイオード22から赤色光、緑色光及び青色光が発光することにより白色光を生成することができる。
【0024】
(実施形態2)
本発明の実施形態2について図2を用いて説明する。図2は、実施形態2の発光装置の構成を示す断面図である。
【0025】
実施形態2の発光装置1aは、実施形態1の発光装置1(図1参照)と同様に壁面に照射するものであり、図2に示すように、複数の光源2aと、光学部品3aとを備え、壁面Aの近傍に配置されている。なお、図2において、実施形態2の発光装置1aは、一部を示しているだけであり、上下方向や手前方向、奥方向にも同様に複数の光源2aと、光学部品3aとを備えている。
【0026】
複数の光源2aは、赤色発光ダイオード20及び複数の白色発光ダイオード23・・・,24・・・から構成されている。赤色発光ダイオード20が中心に配置され、複数の白色発光ダイオード23・・・,24・・・が上記赤色発光ダイオード20の周囲に配置されている。複数の白色発光ダイオード23・・・,24・・・は、それぞれ青色発光ダイオードの光を蛍光材料で白色に変換したものであり、電源(図示せず)から電力が供給されると、白色光を右面230・・・,240・・・から光学部品3aに発光する。なお、赤色発光ダイオード20は実施形態1の赤色発光ダイオードと同様のものである。
【0027】
光学部品3aは、3つの光学レンズ33,34,35を、後述するそれぞれの出射面331,341,351が連接するように一体に備えている。光学レンズ33は、赤色発光ダイオード20と対応して配置されている。同様に、光学レンズ34は、複数の白色発光ダイオード23・・・と対応して配置されている。さらに、光学レンズ35は、複数の白色発光ダイオード24・・・と対応して配置されている。
【0028】
各光学レンズ33,34,35は、透明性を有し、底面330,340,350及び出射面331,341,351を備えている。底面330は赤色発光ダイオード20の右面200と当接し、底面340は複数の白色発光ダイオード23・・・の右面230・・・と当接し、底面350は複数の白色発光ダイオード24・・・の右面240・・・と当接している。
【0029】
一方、出射面331,341,351は、入射した光の波長が長くなるにつれて曲率半径が短くなうように形成されている。具体的には、出射面331,341,351のうち、赤色光が出射する出射面331の曲率半径が、白色光が出射する出射面341,351の曲率半径より短くなるように形成されている。
【0030】
このような光学レンズ33,34,35は、発光ダイオード20,23・・・,24・・・からの光が底面330,340,350から入射し、底面330,340,350から入射した光が出射面331,341,351から壁面Aに向かって出射する。光学レンズ33,34,35の出射面331,341,351から出射した赤色光及び白色光を同一の照射エリアBに照射し、演色性の高い光を生成する。
【0031】
次に、実施形態2の発光装置1aにおいて各発光ダイオード20,23・・・,24・・・が発光した光の光路について説明する。赤色光の光路は実施形態1と同様であるので、ここでは白色光の光路について説明する。先ず、複数の白色発光ダイオード23・・・,24・・・が発光した白色光は、底面340,350から光学レンズ34,35に入射する。続いて、光学レンズ34,35に入射した光は、光学レンズ34,35内を透過して出射面341,351に到達する。光学レンズ34,35において赤色光より青色光の屈折率が大きいが、出射面341,351の曲率半径が光学レンズ33の出射面331より小さいので、出射面341,351に到達した白色光は、赤色光とほぼ同様に屈折して出射し、壁面Aの照射エリアBに照射される。
【0032】
上記より、壁面Aにおいて、赤色光及び白色光をほぼ同一の大きさで照射エリアBに照射することができる。
【0033】
以上、実施形態2によれば、赤色発光ダイオード20及び複数の白色発光ダイオード23・・・,24・・・からの光の波長ごとに、複数の光学レンズ33,34,35の出射面331,341,351の曲率半径が異なることにより、壁面Aにおいて、色収差が補正され、波長の異なる赤色光及び白色光の照射エリアをほぼ同じにして、赤色光及び白色光の両方を同一の照射エリアBに照射することができるので、色ムラを低減し、均一な色分布を得ることができる。また、実施形態1と同様に、複数の光学レンズ33,34,35を光学部品3として一体にして形成することができるので、部品点数を低減することができ、組み立てを容易に行うことができる。さらに、赤色発光ダイオード20及び複数の白色発光ダイオード23・・・,24・・・が赤色光及び白色光を発光することにより混色光を生成することができるので、演色性の高い光を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】本発明による実施形態1の発光装置の構成を示す断面図である。
【図2】本発明による実施形態2の発光装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【0035】
20 赤色発光ダイオード
21 緑色発光ダイオード
22 青色発光ダイオード
30,31,32 光学レンズ
301,311,321 出射面
A 壁面




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013