(57)【要約】【課題】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。【解決手段】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。凸面部１１は、２本の対角線１３を円弧状の稜線とする曲面状に形成され、凹陥部１２は、各辺の中心を結ぶ中心線１５の部分が窪むように形成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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する発光装置。
【請求項２】
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を特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【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
【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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