(57)【要約】【課題】  ＬＥＤアレイの照射光を無駄なく利用する。【解決手段】  ＬＥＤアレイ用集光装置は、相対向する第１部分と第２部分とを有する透明な本体を含む。第１部分は少なくとも１つの第１半円筒を有し、第２部分は複数の第２半円筒を有する。第１半円筒は第２半円筒に対し垂直である。第一及び第２半円筒の数及び形状は、ＬＥＤアレイに応じて決定される。これにより、ＬＥＤアレイの照射光が集光装置を通過すると所望の照野を形成すべく、集光装置の全体構成が最適化される。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤアレイに用いる集光装置であって、相対向する第１部分と第２部分とを有する透明な本体を含み、第１部分は、少なくとも１つの第１半円筒を有し、第２部分は、複数の第２半円筒を有し、第１半円筒は第２半円筒に対し垂直であり、第１半円筒及び第２半円筒の数とそれぞれの幾何学的配置は、ＬＥＤアレイに応じて決定される、集光装置。
【請求項２】
前記第１部分は、１つの第１半円筒を有し、前記第２部分は、線形配置された複数の第２半円筒を有する、請求項１に記載の集光装置。
【請求項３】
前記第１部分は、並列配置された一対の第１半円筒を有し、前記第２部分は、二次元配置された複数の第２半円筒を有する、請求項１に記載の集光装置。
【請求項４】
前記第１部分は、並列配置された一対の第１半円筒を有し、前記第２部分は三角形状に配置された少なくとも３つの第２半円筒を有する、請求項１に記載の集光装置。
【請求項５】
前記第１半円筒の湾曲は、球状及び非球状のグループから選択される、請求項１に記載の集光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は所望の照野を形成するための集光装置に関し、より詳しくは、画像捕捉装置のフラッシュ装置に使用されるＬＥＤ（発光ダイオード）アレイ用集光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤは半導体物質を材料とする優れた光源・デバイスであり、小型であること、高輝度、長寿命、低駆動電圧、迅速な反応等の利点をもつ。ＬＥＤは小型照明装置に広く利用されている。図１に示すように、ＬＥＤ１０の照射光は広範囲を照射する。ＬＥＤ１０はランバート(lambertion)光源と同様の作用をもつ。光は、垂直軸１６に対し各々６０度の角度をなす半値点(half power point)１２及び１４における輝度が５０％となるよう、広角照射される。よってＬＥＤ１０の照射光の大部分は無駄になる。このため照射指向性の高い光源を必要とする電子機器（カメラ、携帯電話等）においては、一般にＬＥＤ１０の照射光を対象面に集光・集束させる目的で集光レンズを使用している。
【０００３】
図２に、被写体を照射する目的でカメラに備えられる従来のフラッシュ装置２０を概略断面図で示す。フラッシュ装置２０は、暗い環境下で被写体を撮影する際のほか、明るい環境下で被写体の影を撮影したくない場合に影を消すために主に使用される。フラッシュ装置２０は、開口部を有するハウジング２２、少なくとも１つのＬＥＤ装置２４、及び両凸レンズ２６を備える。ハウジング２２はＬＥＤ装置２４及び両凸レンズ２６を収容する。両凸レンズ２６は、ＬＥＤ装置２４の照射光を対象面に集光・集束させるべく、ハウジング２２の開口部内の、ＬＥＤ装置２４の前に設置される。両凸レンズ２６の代わりに、図３Ａ及び図３Ｂに示すような平凸レンズ３２又はフレネルレンズ３４をフラッシュ装置２０に使用してもよい。但し、両凸レンズ２６及び平凸レンズ３２は厚みが大きく、広い空間を占有する。また、両凸レンズ２６及び平凸レンズ３２はＸ方向・Ｙ方向への焦点距離が等しく、光が通過すると円形の照野が形成される。カメラの画像捕捉範囲は矩形で、そのＸ方向・Ｙ方向の寸法比は通常４：３であり、円形の照野とは大きく異なる。この結果、光の一部が無駄となり、ＬＥＤ装置２４の照射光が効率よく利用されない。フレネルレンズ３４の厚みは両凸レンズ２６や平凸レンズ３２に比べて小さいが、ＬＥＤ装置２４の照射光の利用はフレネルレンズ３４の形状により影響される。
【０００４】
従って、当該分野では高効率でコンパクトなＬＥＤ用集光システムが求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、所望の照野を形成するのに最適な全体構成の、ＬＥＤアレイ用集光装置の提供にある。
【０００６】
本発明の他の目的は、カメラに使用されるフラッシュ装置の光源用集光装置の提供にある。集光装置の全体構成は、カメラの画像捕捉領域に合った所望の照野を形成すべく最適化される。これにより、光源をより効率的に利用できる。
【０００７】
本発明の他の目的、特徴及び利点は、下記の詳細な説明ならびに添付図面から明らかになろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達するため、本発明はＬＥＤアレイに用いる集光装置を提供する。該集光装置は、相対向する第１部分と第２部分とを有する透明な本体を含む。第１部分は少なくとも１つの第１半円筒を有し、第２部分は複数の第２半円筒を有する。第１半円筒は第２半円筒に対し垂直である。第１半円筒及び第２半円筒の数とそれぞれの幾何学的配置は、ＬＥＤアレイに応じて決定される。
【０００９】
本発明の第一実施形態では、集光装置は第１半円筒を有する第１部分と、線形配置された複数の第２半円筒を有する第２部分とを含む。第二実施形態では、集光装置は並列配置された一対の第１半円筒を有する第１部分と、三角形状に配置された少なくとも３つの第２半円筒を有する第２部分とを含む。第三実施形態では、集光装置の第１部分は並列配置された一対の第１半円筒を有し、第２部分は二次元配置された複数の第２半円筒を有する。
【００１０】
集光装置は射出成形により成形でき、簡単な成形型を用いることができる。なお、集光装置の精度は適宜制御できる。
【００１１】
本発明は、ＬＥＤアレイの照射光が通過すると対象面に適した所望の照野を形成するＬＥＤ用集光装置を提供する。これにより、ＬＥＤアレイの照射光をより効率的に利用できる。本発明の集光装置は、相対向する第１部分と第２部分とを有する透明な本体を含む。第１部分は少なくとも１つの第１半円筒を有し、第２部分は複数の第２半円筒を有する。第１半円筒の長手軸は第２半円筒の各々の長手軸に対し垂直である。第一及び第２半円筒の数及び形状は、ＬＥＤアレイに応じて決定される。これにより、ＬＥＤアレイの照射光が集光装置を通過すると所望の照野を形成すべく、集光装置の全体構成が最適化される。この結果、ＬＥＤの照射光をより効率的に利用するという目的が達せられる。また、集光装置本体の第一及び第２半円筒の厚みは従来の球面レンズのそれと比べて小さいため、本発明の集光装置の占有空間は小さい。
【００１２】
本発明に係る解決手段を詳説すると、次の通りになる。
［第１実施態様］
ＬＥＤに用いる集光装置であって、相対向する第１部分と第２部分とを有する透明な本体を含み、第１部分は、少なくとも１つの第１半円筒を有し、第２部分は、複数の第２半円筒を有し、第１半円筒は第２半円筒に対し垂直であり、第１半円筒及び第２半円筒の数とそれぞれの幾何学的配置は、ＬＥＤアレイに応じて決定されることを特徴とする。
［第２実施態様］
第１実施態様において、第１部分は、１つの第１半円筒を有し、第２部分は、線形配置された複数の第２半円筒を有することを特徴とする。
［第３実施態様］
第１実施態様において、第１部分は、並列配置された一対の第１半円筒を有し、第２部分は、二次元配置された複数の第２半円筒を有することを特徴とする。
［第４実施態様］
第１実施態様において、第１部分は、並列配置された一対の第１半円筒を有し、第２部分は三角形状に配置された少なくとも３つの第２半円筒を有することを特徴とする。
［第５実施態様］
第１実施態様において、第１半円筒の湾曲は、球状及び非球状のグループから選択されることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に添付の図面を参照しながら、実施形態に沿って本発明を詳述する。
【００１４】
図４Ａ乃至図４Ｄは、第一実施形態に従った本発明の集光装置４０を各種概略図で示している。図４Ａは集光装置４０の概略上面図、図４Ｂは集光装置４０の概略下面図、図４Ｃは断面線Ａ1−Ａ2に沿った図４Ａの集光装置４０の概略横断面図、図４Ｄは断面線Ｂ1−Ｂ2に沿った図４Ｂの集光装置４０の概略縦断面図である。集光装置４０は、相対向する第１部分４２と第２部分４４とを有する透明な本体を含む。第１部分４２は１つの第１半円筒で構成され、第２部分４４は線形配置された３つの第２半円筒４４１、４４２、４４３で構成されている。第１半円筒の長手軸は第２半円筒４４１、４４２、４４３の各々の長手軸に対し垂直である。第１半円筒の湾曲は球状もしくは非球状とすることができる。第２半円筒４４１、４４２、４４３の湾曲は球状もしくは非球状とすることができる。第１半円筒及び第２半円筒４４１、４４２、４４３の湾曲は、集光装置４０の透明な本体の所望の全体構成に応じたものとすることができる。
【００１５】
本発明の集光装置４０の透明な本体は、射出成形により一体成形してもよい。その材料としてガラス、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート、アクリル樹脂、エポキシ、ウレタン、スチレン等が挙げられる。
【００１６】
図７Ａは集光装置４０を用いた照明装置７０の概略下面図である。照明装置７０はＬＥＤアレイ７００と集光装置４０とを備える。ＬＥＤアレイ７００は複数の発光ダイオード７０１、７０２、７０３を含む。集光装置４０はＬＥＤアレイ７００の前に設置される。集光装置４０の第２部分４４はＬＥＤアレイ７００と対向する。発光ダイオード７０１、７０２、７０３は、各々第２半円筒４４１、４４２、４４３の中央部の下に配置される。すなわち、ＬＥＤアレイ７００の発光ダイオード７０１、７０２、７０３は、各々第２半円筒４４１、４４２、４４３と一対一の関係で配置される。これにより、集光装置４０の第２半円筒４４１、４４２、４４３はＬＥＤアレイ７００に対向し、第１半円筒４２はＬＥＤアレイ７００から離れた位置に配置される。この結果、ＬＥＤアレイ７００のＹ方向における照射範囲は第２半円筒４４１、４４２、４４３により集束され、Ｘ方向における照射範囲は第１半円筒４２により集束される。ＬＥＤアレイ７００の照射光が集光装置４０を通過すると、矩形の照野が集光装置４０により適宜形成され対象面に照射される。
【００１７】
図８に、図７Ａの照明装置７０を用いたフラッシュ装置８０の概略断面図を示す。フラッシュ装置８０は、開口部を有するハウジング８２、ＬＥＤアレイ７００、及び集光装置４０を備える。ＬＥＤアレイ７００はハウジング８２内に配置される。集光装置４０はハウジング８２の開口部内の、ＬＥＤ４０の前に設置される。カメラにフラッシュ装置８０を用いる場合、フラッシュ装置８０は撮影のため被写体上に矩形の照野を適宜形成する。カメラの画像捕捉範囲は通常矩形で、そのＸ方向・Ｙ方向の寸法比は４：３であることから、矩形の照野を適宜形成することでカメラの画像捕捉領域に合わせることができ、ＬＥＤアレイ７００の照射光を無駄なく、より効率的に利用できる。
【００１８】
再び図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、集光装置４０は第１半円筒を有する第１部分４２と、線形配置された３つの第２半円筒４４１、４４２、４４３を有する第２部分４４とを含む。第２部分４４は、３つの第２半円筒４４１、４４２、４４３の代わりに、線形配置された複数の第２半円筒を有してもよい。この構成により、集光装置を複数の発光ダイオードを含むＬＥＤアレイと関連付け、照明装置を形成できる。発光ダイオードは各々第２半円筒の１つと一対一の関係で配置される。
【００１９】
図５Ａ及び図５Ｂは、第二実施形態に従った本発明の集光装置を各種概略図で示している。図５Ａは集光装置の概略上面図、図５Ｂは集光装置の概略下面図である。第二実施形態の集光装置は第１部分５０と第２部分５２とを有する透明な本体を含む。第１部分５０は並列配置された一対の第１半円筒５０１、５０２で構成され、第２部分５２は三角形状に配置された３つの第２半円筒５２１、５２２、５２３で構成されている。第１半円筒５０１、５０２の長手軸は第２半円筒５２１、５２２、５２３の各々の長手軸に対し垂直である。第１半円筒５０１、５０２の湾曲は球状もしくは非球状とすることができる。第２半円筒５２１、５２２、５２３の湾曲は球状もしくは非球状とすることができる。第１半円筒５０１、５０２及び第２半円筒５２１、５２２、５２３の湾曲は、第二実施形態の集光装置の透明な本体の所望の全体構成に応じたものとすることができる。
【００２０】
第二実施形態の集光装置の透明な本体は、射出成形により一体成形してもよい。その材料としてガラス、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート、アクリル樹脂、エポキシ、ウレタン、スチレン等が挙げられる。
【００２１】
図７Ｂは図５Ａ及び図５Ｂに示す第二実施形態の集光装置を用いた照明装置７２の概略下面図である。照明装置７２は、三角形状に配置された３つの発光ダイオード７２１、７２２、７２３を含むＬＥＤアレイを備える。集光装置はＬＥＤアレイの前に設置され、集光装置の第２部分５２はＬＥＤアレイと対向する。発光ダイオード７２１、７２２、７２３は各々第２半円筒７２１、７２２、７２３の中央部の下に配置される。すなわち、ＬＥＤアレイの発光ダイオード７２１、７２２、７２３は、各々第２半円筒５２１、５２２、５２３と一対一の関係で配置される。
【００２２】
図６Ａ及び図６Ｂは、第三実施形態に従った本発明の集光装置を各種概略図で示している。図６Ａは集光装置の概略上面図、図６Ｂは集光装置の概略下面図である。第三実施形態の集光装置は、第１部分６０と第２部分６２とを有する透明な本体を含む。第１部分６０は並列配置された一対の第１半円筒６０１、６０２で構成され、第２部分６２は二次元配置された４つの第２半円筒６２１、６２２、６２３、６２４で構成されている。第１半円筒６０１、６０２の長手軸は４つの第２半円筒６２１、６２２、６２３、６２４の各々の長手軸に対し垂直である。第１半円筒６０１、６０２の湾曲は球状もしくは非球状とすることができる。第２半円筒６２１、６２２、６２３、６２４の湾曲は球状もしくは非球状とすることができる。第１半円筒６０１、６０２及び第２半円筒６２１、６２２、６２３、６２４の湾曲は、第三実施形態の集光装置の透明な本体の所望の全体構成に応じたものとすることができる。
【００２３】
第三実施形態の集光装置の透明な本体は、射出成形により一体成形してもよい。その材料としてガラス、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート、アクリル樹脂、エポキシ、ウレタン、スチレン等が挙げられる。
【００２４】
図７Ｃは、図６Ａ及び図６Ｂに示す第三実施形態の集光装置を用いた照明装置７４の概略下面図である。照明装置７４は、二次元配置された４つの発光ダイオード７４１、７４２、７４３、７４４を含むＬＥＤアレイを備える。集光装置はＬＥＤアレイの前に設置され、集光装置の第２部分６２はＬＥＤアレイと対向する。発光ダイオード７４１、７４２、７４３、７４４は各々第２半円筒６２１、６２２、６２３、６２４の中央部の下に配置される。すなわち、ＬＥＤアレイの発光ダイオード７４１、７４２、７４３、７４４は、各々第２半円筒６２１、６２２、６２３、６２４と一対一の関係で配置される。集光装置の第２半円筒６２１、６２２、６２３、６２４はＬＥＤアレイに対向し、第１半円筒６０１、６０２はＬＥＤアレイから離れた位置に配置される。この結果、ＬＥＤアレイのＹ方向における照射範囲は第２半円筒６２１、６２２、６２３、６２４により集束され、Ｘ方向における照射範囲は第１半円筒６０１、６０２により集束される。ＬＥＤアレイの照射光が集光装置を通過すると、矩形の照野が集光装置により適宜形成され対象面に照射される。
【００２５】
再び図６Ａ及び図６Ｂを参照すると、集光装置は、一対の第１半円筒６０１、６０２を有する第１部分６０と、二次元配置された４つの第２半円筒６２１、６２２、６２３、６２４を有する第２部分６２とを含む。集光装置の第２部分６２は、４つの第２半円筒６２１、６２２、６２３、６２４の代わりに、二次元配置される複数の第２半円筒を有してもよい。この構成により、集光装置を複数の発光ダイオードを含むＬＥＤアレイと関連付け、照明装置を形成できる。発光ダイオードは各々第２半円筒の１つと一対一の関係で配置される。
【００２６】
本発明の集光装置の第一及び第２半円筒の数、湾曲及び幾何学的配置は、組み合わされるＬＥＤアレイに応じたものとすることができる。これにより、ＬＥＤアレイの照射光が集光装置を通過すると所望の照野を形成すべく、集光装置の全体構成が最適化される。この結果、ＬＥＤの照射光をより効率的に利用できる。
【００２７】
前述の諸実施形態は本発明の説明のために例示したもので、本発明の範囲を制限しない。本発明の範囲を逸脱せずに種々の変更態様が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】標準的なＬＥＤの発光を示す図である。
【図２】従来のフラッシュ装置の概略断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは平凸レンズの概略断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂはフレネルレンズの概略断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは第一実施形態に従った本発明の集光装置の概略上面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは図４Ａの集光装置の概略下面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは断面線Ａ1−Ａ2に沿ったＡの集光装置の概略横断面図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは断面線Ｂ1−Ｂ2に沿った図４Ｂの集光装置の概略縦断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは第二実施形態に従った本発明の集光装置の概略上面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは図５Ａの集光装置の概略下面図である。
【図６Ａ】図６Ａは第三実施形態に従った本発明の集光装置の概略上面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは図６Ａの集光装置の概略下面図である。
【図７Ａ】図７Ａは図４Ａの集光装置を用いた照明装置の概略下面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは図５Ａの集光装置を用いた照明装置の概略下面図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは図６Ａの集光装置を用いた照明装置の概略下面図である。
【図８】本発明のフラッシュ装置の概略断面図である。
【図１】
2005310711.tif 000002
【図２】
2005310711.tif 000003
【図３Ａ】
2005310711.tif 000004
【図３Ｂ】
2005310711.tif 000005
【図４Ａ】
2005310711.tif 000006
【図４Ｂ】
2005310711.tif 000007
【図４Ｃ】
2005310711.tif 000008
【図４Ｄ】
2005310711.tif 000009
【図５Ａ】
2005310711.tif 000010
【図５Ｂ】
2005310711.tif 000011
【図６Ａ】
2005310711.tif 000012
【図６Ｂ】
2005310711.tif 000013
【図７Ａ】
2005310711.tif 000014
【図７Ｂ】
2005310711.tif 000015
【図７Ｃ】
2005310711.tif 000016
【図８】
2005310711.tif 000017