(57)【要約】【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。【選択図】        図１
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【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。
【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
【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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