(57)【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。【選択図】図１
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【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
【図１】
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【図２】
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