发光模块及透镜的制作方法

未命名 08-15 阅读:90 评论:0


1.本发明涉及发光模块及透镜。


背景技术:

2.以往,公开了一种照明装置,该照明装置具有:多个半导体发光元件、将多个半导体发光元件保持为使各出射光的光轴朝向同一方向的框体、使框体沿着与光轴交叉的平面位移的框体驱动装置。通过在多个半导体发光元件的大致中央使框体绕在与上述平面正交的方向上延伸的轴心旋转,来自多个半导体发光元件的出射光在拍摄的对象中混合,消除因半导体发光元件的单体的个体差而产生的色温和照明的不均。在该照明装置中,配光图案恒定(例如参照专利文献1)。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1:日本特开2005-121872号公报


技术实现要素:

6.发明要解决的课题
7.本发明的目的在于提供一种能够变更配光图案的发光模块以及用于这种发光模块的透镜。
8.用于解决课题的技术方案
9.本发明一方面的发光模块具有:第一光源单元,其具有第一光源和从所述第一光源射出的光入射的第一透镜;驱动部,其能够使所述第一透镜旋转;控制部,其与所述驱动部连动而控制所述第一光源的输出,从所述第一透镜射出的光的中心轴相对于所述第一透镜的旋转轴倾斜。
10.本发明一方面的透镜能够通过外部的驱动部以旋转轴为中心旋转,其中,能够射出相对于所述旋转轴具有倾斜的光轴的光。
11.本发明一方面的发光模块,具有:基板;多个光源单元,其具有配置在所述基板上的多个光源;以及多个透镜,该多个透镜以与所述多个光源分别成对的方式设置,并且使从所述多个光源射出的光入射;驱动部,其能够在将所述基板和所述多个光源单元固定的状态下使所述多个光源单元旋转;控制部,其能够与所述驱动部连动而控制所述多个光源各自的输出。在所述多个透镜中,能够在以所述多个光源单元的旋转轴为中心的第一照射区域的轨道上照射光的透镜的数量比能够在以所述旋转轴为中心且位于所述第一照射区域的轨道的外侧的第二照射区域的轨道上照射光的透镜的数量少。
12.发明的效果
13.根据发明的一方面,能够实现能够变更配光图案的发光模块及用于这样的发光模块的透镜。
附图说明
14.图1是表示第一实施方式的发光模块的俯视图。
15.图2是图1的ii-ii线的局部剖面图。
16.图3a是放大表示图2中的第一光源单元和二光源单元以及基板的一部分的剖面图。
17.图3b是表示第一光源单元及二光源单元的其他例的剖面图。
18.图4a是在图1的iv-iv线的剖面中,放大表示第三光源单元和第四光源单元以及基板的一部分的剖面图。
19.图4b是表示第三光源单元和第四光源单元的另一例的剖面图。
20.图5是表示在与轴向正交的平面中,从各光源单元射出的光的位置的图。
21.图6是表示在与轴向正交的平面中,从各光源单元射出的光的位置及轨道的图。
22.图7a是示例参考例的闪光灯的光源的配光图案的概略图。
23.图7b是示例以图7a所示的配光图案拍摄的照片的概略图。
24.图8a是示例将第一实施方式的发光模块应用于闪光灯的光源时的配光图案的概略图。
25.图8b是示例以图8a所示的配光图案拍摄的照片的概略图。
26.图8c是将第一实施方式的发光模块搭载在智能手机上的状态下的剖面图。
27.图9是表示第二实施方式的发光模块的俯视图。
28.图10是在图9的x-x线的剖面中,放大表示第一光源单元和第二光源单元以及基板的一部分的剖面图。
29.图11是在图9的xi-xi线的剖面中,放大表示第三光源单元和第四光源单元以及基板的一部分的剖面图。
30.图12是表示第三实施方式的发光模块的局部剖面图。
31.图13是表示透镜的第一变形例的剖面图。
32.图14是表示透镜的第二变形例的剖面图。
33.图15a是用于说明多个光源的输出的控制方法的变形例的示意图。
34.图15b是用于说明多个光源的输出的控制方法的变形例的示意图。
35.图16a是用于说明多个光源的输出的控制方法的变形例的示意图。
36.图16b是用于说明多个光源的输出的控制方法的变形例的示意图。
37.图17是表示第四实施方式的发光模块的俯视图。
38.图18是表示第五实施方式的发光模块的俯视图。
39.图19是在图18的xix-xix线的剖面中,放大表示多个光源单元及基板的剖面图。
40.图20是在图18的xx-xx线的剖面中,放大表示多个光源单元及基板的剖面图。
41.图21a是表示在与轴向正交的平面中,从各光源单元射出的光的照射区域的图。
42.图21b是用于说明从各光源单元射出的光的中心轴与旋转轴所成的角的设定方法的示意图。
43.图22是表示实施例的发光模块、照相机及屏幕的示意图。
44.图23a是实施例中的照相机的拍摄图像。
45.图23b是实施例中的照相机的拍摄图像。
46.图24a是实施例中的照相机的拍摄图像。
47.图24b是实施例中的照相机的拍摄图像。
48.图24c是实施例中的照相机的拍摄图像。
具体实施方式
49.以下,参照附图对用于实施发明的方式进行说明。另外,在以下的说明中,在多个附图中表示的同一符号的部分表示相同或同等的部分或部件。作为剖面图,有时使用仅表示切断面的端面图。
50.另外,以下所示的实施方式是示例用于将本发明的技术思想具体化的发光模块的实施方式,并不将本发明限定于以下所示的实施方式。以下记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要没有特定的记载,并非将本发明的范围仅限定于此的意思,而是为了示例。另外,为了明确说明,附图所示的部件的大小及位置关系等有时会夸张。
51.在以下所示图中,有时通过x轴、y轴及z轴表示方向,但是沿着x轴的x方向表示在供实施方式的发光模块所具备的光源配置的平面(以下也称为配置平面)内的规定方向,沿着y轴的y方向表示在光源的配置平面内与x方向正交的方向,沿着z轴的z方向表示与光源的配置平面正交的方向。
52.另外,将x方向上箭头标记所朝向的方向标记为+x方向,将+x方向的相反方向标记为-x方向,将y方向上箭头标记所朝向的方向标记为+y方向,将+y方向的相反方向标记为-y方向,将z方向上箭头标记所朝向的方向标记为+z方向,将+z方向的相反方向标记为-z方向。在实施方式中,多个光源作为一例向+z方向侧照射光。但是,这并不限制发光模块使用时的朝向,发光模块的朝向是任意的。在本说明书中,俯视是指从+z方向侧观察对象。
53.另外,在本说明书或权利要求书中,具有多个某构成要件,在分别区别表示的情况下,有时在该构成要件的头部附记为“第一”、“第二”等来区别。另外,可存在在本说明书和权利要求书中区别的对象不同的情况。因此,即使在权利要求书中描述了进行了与本说明书相同的附记的构成要件,由该构成要件确定的对象也可能在本说明书和权利要求书之间不一致。
54.例如,在本说明书中具有附记为“第一”、“第二”、“第三”而区别的构成要件,在本说明书中将附记有“第一”和“第三”的构成要件记载在权利要求书中的情况下,从容易理解的观点出发,在权利要求书中会附记为“第一”、“第二”来区别构成要件。在这种情况下,在权利要求书中附记为“第一”和“第二”的构成要件分别指在本说明书中附记为“第一”和“第三”的构成要件。另外,该规则的适用对象不限于构成要件,对其他对象也合理且灵活地适用。
55.《第一实施方式》
56.首先,对第一实施方式进行说明。
57.图1是表示本实施方式的发光模块的俯视图。
58.图2是图1的ii-ii线的局部剖面图。
59.参照图2进行概述,发光模块100包括第一光源单元110、驱动部160和控制部170。
60.第一光源单元110具有第一光源111和从第一光源111射出的光入射的第一透镜112。
61.驱动部160能够旋转第一透镜112。在本说明书中,所谓“驱动部能够旋转第一透镜”可以是驱动部使第一透镜自身以与z轴平行的轴旋转,或者驱动部使安装有第一透镜的构成要件以与z轴平行的轴旋转。而且,在第一透镜旋转时,其他构成要件也可以与第一透镜一起以与z轴平行的轴旋转。在本实施方式中,如后所述,驱动部160通过使安装有第一透镜112的基板150以与z轴平行的轴旋转,使包含第一透镜112的第一光源单元110旋转。
62.控制部170与驱动部160连动而控制第一光源111的输出。
63.在图1及图2中,第一透镜112以与z轴平行的旋转轴c旋转,从第一透镜112射出的光l1的中心轴f1相对于第一透镜112的旋转轴c(换言之为z轴)倾斜。“从第一透镜射出的光的中心轴”是指通过在与z轴正交的任意平面p1中从第一透镜112射出的光的照度为最大的位置a1、和在+z方向上远离平面p1且与z轴正交的其他任意平面p2中光的照度最大的位置a2的直线。所谓光的中心轴即是光轴。在本实施方式中,第一透镜112是能够通过外部的驱动部160以旋转轴c为中心旋转的透镜,能够射出相对于旋转轴c具有倾斜的光轴f1的光l1。
64.另外,在本实施方式中,“从第一透镜射出的光的中心轴相对于第一透镜的旋转轴倾斜”是指从第一透镜射出的光的中心轴相对于第一透镜的旋转轴具有倾斜。另外,将从第一透镜射出的光的中心轴延长的直线和将第一透镜的旋转轴延长的直线既可以具有交点,也可以是扭转的位置。在以下所述的第二透镜、第三透镜及第四透镜中也同样。
65.如图1及图2所示,在本实施方式中,发光模块100还具备二光源单元120、第三光源单元130、第四光源单元140、基板150。
66.第二光源单元120具有第二光源121和从第二光源121射出的光入射的第二透镜122。第三光源单元130具有第三光源131和从第三光源131射出的光入射的第三透镜132。第四光源单元140具有第四光源141和从第四光源141射出的光入射的第四透镜142。
67.在基板150上安装有第一光源单元110、第二光源单元120、第三光源单元130以及第四光源单元140。
68.以下,对发光模块100的各部分进行详细说明。
69.如图2所示,在本实施方式中,基板150是母材由树脂材料等绝缘材料构成,在基板150的内部设有与各光源111、121、131、141连接的多个配线151的配线基板。
70.基板150的表面包括上表面150a和位于上表面150a的相反侧的下表面150b。上表面150a和下表面150b与z轴正交。另外,上表面150a是各光源111、121、131、141的配置平面。如图1所示,上表面150a的俯视形状为圆形。在俯视中,上表面150a的中心位于旋转轴c上。但是,俯视时的基板150的形状不限于上述,也可以是四边形等多边形。另外,上表面150a的中心也可以不位于旋转轴c上。
71.图3a是放大表示图2中的第一光源单元和第二光源单元以及基板的一部分的剖面图。
72.图3b是表示第一光源单元及二光源单元的其他例的剖面图。
73.图4a是在图1的iv-iv线的剖面中,放大表示第三光源单元和第四光源单元以及基板的一部分的剖面图。
74.图4b是表示第三光源单元及第四光源单元的其他例的剖面图。
75.如图3a及图4a所示,在上表面150a安装有4个光源111、121、131、141。但是,安装在上表面150a上的光源的数量只要为1以上就不限于上述。例如,安装在上表面150a上的光源
的数量既可以是1~3个,也可以是5个以上。
76.各光源111、121、131、141在本实施方式中包括发光元件181、波长转换部件182、光反射性部件183。
77.发光元件181例如是led(light emitting diode:发光二极管)。发光元件181至少具有半导体层叠体和正负一对电极184。在本实施方式中,作为半导体的材料,优选使用氮化物半导体,该氮化物半导体是能够发出可高效率地激发波长转换部件所含有的波长转换物质的短波长的光的材料。氮化物半导体主要由通式in
x
alyga
1-x-y
n(0≤x,0≤y,x+y《1)表示。从发光效率以及波长转换物质的激发及其与发光的混色关系等观点出发,发光元件的发光峰值波长优选为400nm以上且530nm以下,更优选为420nm以上且490nm以下,进一步优选为450nm以上且475nm以下。另外,半导体的材料也可以使用inalgaas系半导体、inalgap系半导体等。发光元件181中的电极184分别与基板150中的配线151电连接。从发光元件181射出的光的颜色在本实施方式中为蓝色。
78.波长转换部件182配置在发光元件181上。波长转换部件182含有以硅酮等树脂为母材的波长转换物质。波长转换物质是吸收发光元件181发出的一次光的至少一部分,发出与一次光不同的波长的二次光的部件。作为波长转换物质,例如可以举出钇
·

·
石榴石系荧光体(例如,y3(al,ga)5o
12
:ce)、钌
·

·
石榴石系荧光体(例如,lu3(al,ga)5o
12
:ce)、铽
·

·
石榴石系荧光体(例如tb3(al,ga)5o
12
:ce)、β赛隆荧光体(例如(si,al)3(o,n)4:eu)、α赛隆荧光体(例如,mz(si,al)
12
(o,n)
16
(其中,0<z≤2,m为li、mg、ca、y及除去la和ce的镧系元素)、casn系荧光体(例如caalsin3:eu)或scasn系荧光体(例如(sr,ca)alsin3:eu)等氮化物系荧光体、ksf系荧光体(例如k2sif6:mn)或mgf系荧光体(例如3.5mgo
·
0.5mgf2·
geo2:mn)等氟化物系荧光体,cca系荧光体(例如(ca,sr)
10
(po4)6cl2:eu),或硫化物系荧光体、钙钛矿、黄铜矿(chalcopyrite)等的量子点等。另外,波长转换物质可以单独使用这些荧光体中的1种,或者将这些荧光体中的2种以上组合使用。波长转换部件182发出的颜色例如为黄色。通过从发光元件181射出的光的蓝色与从波长转换部件182射出的光的黄色的混色,各光源111、121、131、141射出白色光。
79.光反射性部件183为了在上面侧(+z方向侧)取出来自发光元件181的光,优选在光反射性部件183的母材中含有氧化钛、氧化镁等白色颜料的白树脂。光反射性部件183的母材可以举出硅酮、环氧树脂、苯酚、聚碳酸酯、丙烯酸等树脂或它们的改性树脂。光反射性部件183至少覆盖发光元件181和波长转换部件182的侧面。波长转换部件182的上表面(波长转换部件182的未被光反射性部件183覆盖的区域)成为各光源111、121、131、141的光出射面(换言之为发光面)。
80.各光源111、121、131、141的结构不限于上述。例如,各光源111、121、131、141中的波长转换部件182也可以包括对蓝色的光进行波长转换而射出红色的光的红色荧光体和对蓝色的光进行波长转换而射出绿色的光的绿色荧光体。在这种情况下,通过从发光元件181射出的光的蓝色、从波长转换部件182射出的光的红色和绿色的混色,各光源111、121、131、141能够射出白色光。另外,在4个光源111、121、131、141中的1个以上的光源中,也可以不设置波长转换部件182。
81.如图1所示,在本实施方式中,俯视时的各光源111、121、131、141的形状为四边形,但不限定于此。例如,俯视时的各光源111、121、131、141的形状也可以是三角形等多边形或
圆形。
82.第一光源111、第二光源121、第三光源131以及第四光源141排列在以旋转轴c为中心的圆周e上。具体地说,在俯视时,第一光源111的中心c1、第四光源141的中心c4、第二光源121的中心c2以及第三光源131的中心c3在以旋转轴c为中心的圆周e上以该顺序顺时针设置。另外,在如本实施方式那样俯视时的第一光源111的形状为四边形的情况下,中心c1在俯视时位于第一光源111的对角线的交点。对于中心c2、中心c3和中心c4也是同样的。但是,各光源111、121、131、141的位置不限于上述。例如,四个光源111、121、131、141可以沿基板150的上表面150a的x方向或y方向排列。
83.如图3a所示,第一透镜112配置在第一光源111的+z方向上,第二透镜122配置在第二光源121的+z方向上。另外,如图4a所示,第三透镜132配置在第三光源131的+z方向上,第四透镜142配置在第四光源141的+z方向上。在本实施方式中,第一透镜112、第二透镜122、第三透镜132以及第四透镜142分别在射出光的面侧连接,从而成为一个透光性部件185而一体形成。
84.如图3a所示,第一透镜112是在本实施方式中包含对光进行全反射的全反射面的透镜。详细地说,第一透镜112在其内部具有对光进行全反射的全反射面。因此,能够将通过第一透镜112从第一光源111射出的光聚光或准直后进行投光。从第一透镜112射出的光的半值全角例如为15度。第一透镜112的表面包括第一面112a、第二面112b、第三面112c和第四面112f。另外,在图3a中,粗实线的箭头标记示例了光的路径。
85.第一面112a与第一光源111相对。从第一光源111射出的光入射到第一面112a。第一面112a包括:朝向第一光源111凸状弯曲的第一区域112d;与第一区域112d的外缘相接,从第一区域112d的外缘向第一光源111延伸的第二区域112e。
86.如图1所示,俯视时的第一区域112d的外周及第二区域112e的外周的形状是角部倒角的四边形。俯视时的第一区域112d的中心位于第一光源111的中心c1上。以下,如图3a所示,将通过中心c1且与旋转轴c(换言之为z轴)平行的轴称为“中心轴g1”。第二区域112e以随着朝向-z方向而远离中心轴g1的方式倾斜。以使来自第一光源111光入射到第一透镜112的方式,在通过第一光源111的中心c1的剖视中,优选第一光源111的光出射面位于第一区域112d的x方向或y方向上的两个下端之间,如图3b所示,更优选第一光源111位于第一区域112d的x方向或y方向上的两个下端之间。
87.第二面112b设置在第一面112a的周围。第二面112b以随着朝向-z方向而接近中心轴g1的方式倾斜。第二面112b将从第一面112a入射到第一透镜112中的光的至少一部分向第一透镜112的内部反射。第二面112b相当于全反射面。
88.第三面112c位于第一面112a的相反侧。第三面112c将从第一面112a入射到第一透镜112中的光的至少一部分射出。第三面112c是平坦面。第三面112c的平坦面(上表面)越远离旋转轴c越接近基板150。因此,与第三面112c垂直的方向h1以随着朝向+z方向而远离旋转轴c的方式以角度θ1a相对于旋转轴c(换言之为中心轴g1)倾斜。因此,在第一透镜112中传播的大部分光在从第三面112c射出时,以随着朝向+z方向而接近旋转轴c的方式向相对于旋转轴c(换言之为中心轴g1)倾斜了角度θ1b的方向折射。即,从第一透镜112射出的光的中心轴f1以随着朝向+z方向而接近旋转轴c的方式相对于旋转轴c(换言之为中心轴g1)以角度θ1b倾斜。
89.第四面112f设置在第二面112b的周围。第四面112f平行于基板150的上表面150a。但是,第四面112f也可以不平行于基板150的上表面150a。对于后述的二透镜122的第四面122f、第三透镜132的第四面132f以及第四透镜142的第四面142f也同样。
90.第二透镜122是在本实施方式中包含对光进行全反射的全反射面的透镜。详细地说,第二透镜122在其内部具有对光进行全反射的全反射面。因此,通过第二透镜122,能够对从第二光源121射出的光进行聚光或准直后进行投光。从第二透镜122射出的光的半值全角例如为15度。第二透镜122的表面包括第一面122a、第二面122b、第三面122c和第四表面122f。
91.第一面122a与第二光源121相对。从第二光源121射出的光入射到第一面122a。第二面122b包括:朝向第二光源121凸状弯曲的第一区域122d;与第一区域122d的外缘相接,从第一区域122d的外缘向第二光源121延伸的第二区域122e。
92.如图1所示,俯视时的第一区域122d的外周及第二区域122e的外周的形状是角部倒角的四边形。俯视时的第一区域122d的中心位于第二光源121的中心c2上。以下,如图3a所示,将通过中心c2且与旋转轴c(换言之为z轴)平行的轴称为“中心轴g2”。第二区域122e以随着朝向-z方向而远离中心轴g2的方式倾斜。以使来自第二光源121的光入射到第二透镜122的方式,在通过第二光源121的中心c2的剖视中,优选第二光源121的光出射面位于第一区域122d的x方向或y方向上的两个下端之间,如图3b所示,更优选第二光源121位于第一区域122d的x方向或y方向上的两个下端之间。
93.第二面122b设置在第一面122a的周围。第二面122b以随着朝向-z方向而接近中心轴g2的方式倾斜。第二面122b将从第一面122a入射到第二透镜122中的光的至少一部分向第二透镜122的内部反射。第二面122b相当于全反射面。
94.第三面122c位于第一面122a的相反侧。第三面122c将从第一面122a入射到第二透镜122中的光的至少一部分射出。第三面122c是平坦面。第三面122c的平坦面(上表面)越远离旋转轴c越接近基板150。因此,垂直于第三面122c的方向h2以随着朝向+z方向而远离旋转轴c的方式以角度θ2a相对于旋转轴c(换言之为中心轴g2)倾斜。因此,在第二透镜122中传播的大部分的光在从第三面122c射出时,以随着朝向+z方向而接近旋转轴c的方式向相对于旋转轴c(换言之为中心轴g2)倾斜了角度θ2b的方向折射。即,从第二透镜122射出的光的中心轴f2以随着朝向+z方向而接近旋转轴c的方式相对于旋转轴c(换言之为中心轴g2)以角度θ2b倾斜。
95.第四面122f设置在第二面122b的周围。第四面122f平行于基板150的上表面150a。
96.在本实施方式中,通过第一透镜112的第三面112c和第二透镜122的第三面122c,透光性部件185具有向+z方向突出的凸部。第一透镜112的第四面112f和第二透镜122的第四面122f共面。
97.如图4a所示,在本实施方式中,第三透镜132是包括对光进行全反射的全反射面的透镜。详细地说,第三透镜132在其内部具有对光进行全反射的全反射面。因此,通过第三透镜132,能够将从第三光源131射出的光聚光或准直后进行投光。从第三透镜132射出的光的半值全角例如为15度。第三透镜132的表面包括第一面132a、第二面132b、第三面132c和第四面132f。另外,在图4a中,粗实线的箭头标记示例了光的路径。
98.第一面132a与第三光源131相对。从第三光源131射出的光入射到第一面132a。第
一面132a包括:朝向第三光源131凸状弯曲的第一区域132d;与第一区域132d的外缘相接,从第一区域132d的外缘向第三光源131延伸的第二区域132e。
99.如图1所示,俯视时的第一区域132d的外周及二区域132e的外周的形状是角部倒角的四边形。俯视时的第一区域132d的中心位于第三光源131的中心c3上。以下,如图4a所示,将通过中心c3与旋转轴c(换言之为z轴)平行的轴称为“中心轴g3”。第二区域132e以随着朝向-z方向而远离中心轴g3的方式倾斜。以使来自第三光源131的光入射到第三透镜132的方式,在通过第三光源131的中心c3的剖视中,第三光源131的光出射面优选位于第一区域132d的x方向或y方向上的两个下端之间,如图4b所示,更优选第三光源131位于第一区域132d的x方向或y方向上的两个下端之间。
100.第二面132b设置在第一面132a的周围。第二面132b以随着朝向-z方向而接近中心轴g3的方式倾斜。第二面132b将从第一面132a入射到第三透镜132中的光的至少一部分向第三透镜132的内部反射。第二面132b相当于全反射面。
101.第三面132c位于第一面132a的相反侧。第三面132c将从第一面132a入射到第三透镜132中的光的至少一部分射出。第三面132c是平坦面。第三面132c的平坦面(上表面)越远离旋转轴c越接近基板150。因此,垂直于第三面132c的方向h3以随着朝向+z方向而远离旋转轴c的方式以角度θ3a相对于旋转轴c(换言之为中心轴g3)倾斜。因此,在第三透镜132中传播的大部分光在从第三面132c射出时,以随着朝向+z方向而接近旋转轴c的方式向相对于旋转轴c(换言之为中心轴g3)倾斜了角度θ3b的方向折射。即,从第三透镜132射出的光的中心轴f3以随着朝向+z方向而接近旋转轴c的方式相对于旋转轴c(换言之为中心轴g3)以角度θ3b倾斜。
102.第四面132f设置在第二面132b的周围。第四面132f平行于基板150的上表面150a。第四面132f与第一透镜112中的第四面112f及第二透镜122中的第四面122f共面,与它们相接。
103.第四透镜142在本实施方式中是包含对光进行全反射的全反射面的透镜。详细地说,第四透镜142在其内部具有对光进行全反射的全反射面。因此,通过第四透镜142,能够对从第四光源141射出的光进行聚光或准直后进行投光。从第四透镜142射出的光的半值全角例如为15度。第四透镜142的表面包括第一面142a、第二面142b、第三面142c和第四面142f。
104.第一面142a与第四光源141相对。从第四光源141射出的光入射到第一面142a。第二面142b包括朝向第四光源141凸状弯曲的第一区域142d、与第一区域142d的外缘相接并从第一区域142d的外缘向第四光源141延伸的第二区域142e。
105.如图1所示,俯视时的第一区域142d的外周及第二区域142e的外周的形状是角部倒角的四边形。俯视时的第一区域142d的中心位于第四光源141的中心c4上。以下,如图4a所示,将通过中心c4与旋转轴c(换言之为z轴)平行的轴称为“中心轴g4”。第二区域142e以随着朝向-z方向而远离中心轴g4的方式倾斜。以使来自第四光源141的光入射到第四透镜142的方式,在通过第四光源141的中心c4的剖视中,优选第四光源141的光出射面位于第一区域142d的x方向或y方向上的两个下端之间,如图4b所示,更优选第四光源141位于第一区域142d的x方向或y方向上的两个下端之间。
106.第二面142b设置在第一面142a的周围。第二面142b以随着朝向-z方向而接近中心
轴g4的方式倾斜。第二面142b将从第一面142a入射到第四透镜142中的光的至少一部分向第四透镜142的内部反射。第二面142b相当于全反射面。
107.第三面142c位于第一面142a的相反侧。第三面142c将从第一面142a入射到第四透镜142中的光的至少一部分射出。第三面142c是平坦面。第三面142c的平坦面(上表面)越远离旋转轴c越接近基板150。因此,垂直于第三面142c的方向h4以随着朝向+z方向而远离旋转轴c的方式以角度θ4a相对于旋转轴c(换言之为中心轴g4)倾斜。因此,在第四透镜142中传播的大部分光在从第三面142c射出时,以随着朝向+z方向而接近旋转轴c的方式向相对于旋转轴c(换言之为中心轴g4)倾斜了角度θ4b的方向折射。即,从第四透镜142射出的光的中心轴f4以随着朝向+z方向而接近旋转轴c的方式相对于旋转轴c(换言之为中心轴g4)以角度θ4b倾斜。
108.第四面142f设置在第二面142b的周围。第四面142f平行于基板150的上表面150a。第四面142f与第一透镜112中的第四面112f及第二透镜122中的第四面122f共面,与它们相接。
109.在本实施方式中,通过第三透镜132的第三面132c和第四透镜142的第三面142c,透光性部件185具有向+z方向突出的凸部。如图1所示,第一透镜112的第三面112c与第三透镜132的第三面132c及第四透镜142的第三面142c相接。第二透镜122的第三面122c与第三透镜132的第三面132c和第四透镜142的第三面142相接。
110.如图3a及图4a所示,在本实施方式中,角度θ1a、角度θ2a、角度θ3a及角度θ4a互不相同,角度θ3a<角度θ2a<角度θ4a<角度θ1a。因此,角度θ3b<角度θ2b<角度θ4b<角度θ1b。另外,由于第一透镜112的第三面112c、第二透镜122的第三面122c、第三透镜132的第三面132c及第四透镜142的第三面142c能够分别适当调整相对于旋转轴c(或z轴)的倾斜角度,故而角度θ1a、角度θ2a、角度θ3a及角度θ4a的大小关系不限于上述。
111.另外,在本实施方式中,第一透镜112的第三面112c、第二透镜122的第三面122c、第三透镜132的第三面132c及第四透镜142的第三面142c分别为平坦面,但如果从透镜射出的光的中心轴f1、f2、f3、f4相对于旋转轴c倾斜,就不限于此。
112.另外,在俯视中,第一光源111的中心c1也可以偏离第一区域112d的中心。特别是,在第一光源111的中心c1与旋转轴c的距离比第一区域112d的中心与旋转轴c的距离长的情况下,与俯视中第一光源111的中心c1位于第一区域112d的中心上的情况相比,第一光源111远离第二透镜122。其结果,能够抑制从第一光源111射出的光入射到第一透镜112内后朝向第二透镜122的第三面122c。在从第一光源111射出并入射到第一透镜112内光的一部分在第二透镜122内传播的情况下,该光的一部分在从第二透镜122的第三面122c射出时可能会向与相对于旋转轴c(换言之为z轴)倾斜了角度θ2b的方向不同的方向折射。即,从第三面122c也可能射出朝向与设想的朝向相对于旋转轴c倾斜了角度θ2b的方向的光、不同的方向的光(杂散光)。如上所述,通过使第一光源111远离第二透镜122,能够抑制从第一光源111射出的光入射到第一透镜112内后朝向第二透镜122的第三面122c。其结果,能够抑制这样的杂散光的产生。第二透镜122和第二光源121的位置关系、第三透镜132和第三光源131的位置关系、第四透镜142和第四光源141的位置关系也可以同样地构成。
113.在本实施方式中,旋转轴c、z轴及中心轴g1、g2、g3、g4分别相互平行。因此,在第一实施方式中,无论将从第一透镜112射出的光的中心轴f1延长的直线与将第一透镜112的旋
转轴c延长的直线具有交点还是为扭转的位置,“从第一透镜112射出的光的中心轴f1与旋转轴c所成的角”都和“从第一透镜112射出的光的中心轴f1与z轴所成的角”或“从第一透镜112射出的光的中心轴f1与通过第一光源111的中心c1的中心轴g1所成的角”相同。在第二透镜122、第三透镜132和第四透镜142中也同样。
114.如图3a及图4a所示,在透光性部件185的外周部设有朝向基板150延伸的支承部187。支承部187固定在基板150的上表面150a。支承部187以远离各光源111、121、131、141的状态保持各透镜112、122、132、142。如图1所示,在本实施方式中,支承部187是包围第一透镜112、第二透镜122、第三透镜132及第四透镜142的周围的筒状形状。支承部187不限于筒状形状,也可以在透光性部件185的外周排列多个柱状形状的支承部。另外,支承部也可以由与透光性部件185不同的部件构成。该情况下,支承部也可以不具有透光性。
115.另外,透光性部件185也可以不是四个透镜112、122、132、142一体形成的结构。例如,由各自不同的材料构成或具有各自不同的折射率的各透镜112、122、132、142也可以以成为一体的方式通过粘接剂等接合。另外,由各自不同的材料构成或具有各自不同的折射率的各透镜112、122、132、142也可以不相互接合而分别安装在基板150的上表面150a。
116.如图2所示,在本实施方式中,驱动部160通过使基板150以与z轴平行的轴旋转,使第一光源单元110、第二光源单元120、第三光源单元130及第四光源单元140旋转。
117.在本实施方式中,驱动部160具有电动机161和与基板150连结且与电动机161连动的轴162。当电动机161驱动时,轴162旋转。随着轴162的旋转,基板150和固定在基板150上的透光性部件185(各透镜112、122、132、142)以平行于z轴的旋转轴c为中心轴进行旋转。
118.在轴162上设有具有环单元191和刷单元192的旋转连接连接器190。旋转连接连接器190在本实施方式中为滑环。旋转连接连接器190将内置于旋转的基板150的多个配线151和控制部170电连接。
119.环单元191在内部配置有轴162,具有与轴162连结的筒状体191a、和设置在筒状体191a的外周的导电性的多个环191b。环单元191与轴162一起旋转。通过轴162的内部及筒状体191a的内部,多个环191b和内置于基板150的多条配线151一对一地电连接。
120.刷单元192具有与多个环191b中的每一个接触的导电性的多个刷192a和保持多个刷192a的保持器192b。多个刷192a分别与控制部170电连接。另外,在图2中,简单地用一条线表示控制部170与旋转连接连接器190的连接关系。控制部170及刷单元192不旋转。例如,在发光模块100被用作智能手机的闪光灯的光源的情况下,控制部170和刷单元192相对于智能手机的框体等被固定。因此,在驱动电动机161的情况下,刷单元192不旋转,能够向环单元191发送电信号。但是,发光模块100也可以不作为智能手机的闪光灯的光源使用。
121.另外,旋转连接连接器190的结构不限于上述。例如,旋转连接连接器190也可以是使用了液体金属的旋转连接器(rotary connector)等。
122.控制部170例如具有cpu(中央处理单元)和存储器等。控制部170与驱动部160中的电动机161电连接。控制部170控制电动机161,使基板150以旋转轴c旋转。基板150的转速没有特别限定,例如为60rpm以上、24000rpm以下。基板150的转速例如为14000rpm。但是,控制部170也可以构成为能够调整电动机161的转速。
123.控制部170分别控制4个光源111、121、131、141的输出。“控制输出”包括点亮光源、熄灭光源以及调整光源点亮时从光源射出的光的亮度。具体而言,控制部170通过分别调整
经由旋转连接连接器190向各光源111、121、131、141供给的电流量,分别控制各光源111、121、131、141的输出。
124.控制部170根据使基板150以旋转轴c旋转时的、从第一透镜112射出的光的中心轴f1在圆周轨道上的位置来控制第一光源111的输出。另外,控制部170根据使基板150以旋转轴c旋转时的、从第二透镜122射出的光的中心轴f2在圆周轨道上的位置来控制第二光源121的输出。另外,控制部170根据使基板150以旋转轴c旋转时的、从第三透镜132射出的光的中心轴f3在圆周轨道上的位置来控制第三光源131的输出。另外,控制部170根据使基板150以旋转轴c旋转时的、从第四透镜142射出的光的中心轴f4在圆周轨道上的位置来控制第四光源141的输出。
125.控制部170例如也可以根据各透镜112、122、132、142的旋转前的位置以及电动机161的旋转速度、转速等来推定各光的中心轴f1、f2、f3、f4在轨道上的位置。另外,控制部170也可以使用旋转编码器等旋转角度检测传感器的检测结果来推定各光的中心轴f1、f2、f3、f4旋转时在轨道上的位置。具体而言,利用旋转角度检测传感器,将基板150未旋转的状态等作为基准状态,检测基板150自基准状态起的旋转量(旋转角度)。并且,能够根据基板150自基准状态起的旋转角度推定旋转时的光的中心轴f1、f2、f3、f4在轨道上的位置。
126.接着,对本实施方式的发光模块100的动作进行说明。
127.图5是表示在与z轴正交的平面中从各光源单元射出的光的位置的图。
128.图6是表示在与z轴正交的平面中从各光源单元射出的光的位置及轨道的图。
129.如图5所示,在基板150未旋转的状态下点亮各光源111、121、131、141的情况下,从各光源111、121、131、141射出的光的中心轴f1、f2、f3、f4随着从发光模块100向+z方向远离而远离旋转轴c。因此,能够在使发光模块100紧凑的同时在大范围照射光。
130.在本实施方式中,角度θ3b<角度θ2b<角度θ4b<角度θ1b。因此,如图6所示,从第三透镜132射出的光l3的中心轴f3的轨道在与z轴正交的一平面p3中位于远离旋转轴c的位置。从第二透镜122射出的光l2的中心轴f2的轨道在平面p3中位于比中心轴f3的轨道的位置更远离旋转轴c的位置。从第四透镜142射出的光l4的中心轴f4的轨道在平面p3中位于比中心轴f2的轨道的位置更远离旋转轴c的位置。从第一透镜112射出的光l1的中心轴f1的轨道在平面p3上位于比中心轴f4的轨道的位置更远离旋转轴c的位置。
131.在4个光源111、121、131、141点亮的状态下基板150以旋转轴c旋转了一圈的情况下,各光源单元110、120、130、140也绕旋转轴c旋转一圈。此时,第三光源单元130的中心轴f3在平面p3上,在以旋转轴c为中心的圆周轨道e3上移动。第二光源单元120的中心轴f2在平面p3上以旋转轴c为中心,在半径比轨道e3大的圆周轨道e2上移动。第四光源单元140的中心轴f4在平面p3上以旋转轴c为中心,在半径大于轨道e2的圆周轨道e4上移动。第一光源单元110的中心轴f1在平面p3上以旋转轴c为中心,在半径比轨道e4大的圆周轨道e1上移动。
132.此时,控制部170根据旋转方向上的各中心轴f1、f2、f3、f4的位置来控制各光源111、121、131、141的输出,从而能够实现各种配光图案。
133.以下,将在使第一光源111点亮的状态下,使基板150以旋转轴c旋转了一圈时,照射从第一光源单元110射出的光l1的区域称为“第一照射区域h1”。另外,将在点亮第二光源121的状态下,在使基板150以旋转轴c旋转了一圈时,照射从第二光源单元120射出的光l2
的区域称为“第二照射区域h2”。另外,将在点亮第三光源131的状态下,在使基板150以旋转轴c旋转了一圈时,照射从第三光源单元130射出的光l1的区域称为“第三照射区域h3”。将在点亮第四光源141的状态下,在使基板150以旋转轴c旋转了一圈时,照射从第四光源单元140射出的光l4的区域称为“第四照射区域h4”。
134.另外,在图6中,各光源单元110、120、130、140各自照射光的区域(即第一照射区域h1、第二照射区域h2、第三照射区域h3及第四照射区域h4,以下将它们的总称作为“照射区域”)以一对一的关系表示,但从各光源单元射出的光并不限定于只照射与实际对应的照射区域。与各个光源单元对应的照射区域是各光源单元为照射目标的区域。因此,实际上,从一个光源单元射出的光也可以照射相邻的照射区域的至少一部分。即,在图6中表示了相邻的照射区域不重合的例子,但相邻的照射区域也可以部分重合。
135.例如,第一照射区域h1、第二照射区域h2及第四照射区域h4在本实施方式中为环状。与此相对,第三照射区域h3为圆形。这样,光的中心轴和旋转轴所成的角度越小,照射区域从环状越接近圆形。
136.在本实施方式中,从全部透镜112、122、132、142射出的光l1、l2、l3、l4的中心轴f1、f2、f3、f4相对于旋转轴c倾斜。但是,只要从至少一个透镜射出的光的中心轴相对于旋转轴c倾斜即可。例如,发光模块可以包括射出中心轴平行于旋转轴c的光的透镜。从这样的透镜射出的光在平面p3上的中心轴的轨道位于中心轴相对于旋转轴c倾斜的光的轨道的内侧。另外,从这样的透镜射出的光的中心轴的轨道是圆周的轨道,但在平面p3中,从这样的透镜射出的光的照射区域与图6所示的第三照射区域h3同样为圆形。
137.接着,对发光模块100的适用例进行说明。发光模块100可适用于智能手机的照相机的闪光灯的光源。
138.图7a是示例参考例的闪光灯的光源的配光图案的概略图。
139.图7b是示例以图7a所示的配光图案拍摄的照片的概略图。
140.图8a是示例将本实施方式的发光模块100适用于闪光灯的光源时的配光图案的概略图。
141.图8b是示例以图8a所示的配光图案拍摄的照片的概略图。
142.如图7a所示,在配光图案总是恒定的闪光灯的光源(配光图案a11)中,例如配光图案的中央部的照度最高。因此,如图7b所示,在用配光图案a11拍摄到的照片a12中,闪光灯的光源附近的拍摄的对象s1变亮,闪光灯的光源的远方的拍摄的对象s2变暗。其结果,在照片a12中,会有闪光灯的光源附近的拍摄的对象s1发白,闪光灯的光源的远方的拍摄的对象s2发黑的情况。这样,在配光图案总是恒定的闪光灯的光源中,有时会产生失去灰阶的现象。
143.对此,在适用了本实施方式的发光模块100的闪光灯的光源中,能够根据各拍摄的对象s1、s2与发光模块100的距离来调整配光图案。具体而言,如图8a所示,发光模块100射出拍摄的对象s1的照度比拍摄的对象s2的照度低的配光图案a21。详细地说,在配光图案a21中,第三照射区域h3的整体、第二照射区域h2的下方区域、第四照射区域h4的下方区域以及第一照射区域h1的下方区域中的照度比配光图案a21中的其他区域中的照度低。
144.因此,如图8b所示,在用配光图案a21拍摄到的照片a22中,抑制闪光灯的光源附近的拍摄的对象s1过度变亮,抑制闪光灯的光源的远方的拍摄的对象s2过度变暗。其结果,在
照片a22中,能够抑制发白或发黑。
145.图8c是将本实施方式的发光模块搭载在智能手机上的状态下的剖面图。
146.在本实施方式的发光模块100中,也可以在透镜112、122、132、142的上方(+z方向)设置具有透光性的罩部件910。例如,在将本实施方式的发光模块搭载于智能手机等设备的情况下,从抑制设备的使用者与旋转的透镜112、122、132、142接触的观点出发,优选在透镜112、122、132、142的上方(+z方向)设置具有透光性的罩部件910。这样的罩部件910安装在例如智能手机等设备的框体920上。罩部件910例如由玻璃、聚碳酸酯树脂等透光性材料构成。框体920由例如含有氧化钛等光扩散材料或黑色颜料等光吸收材料的树脂(例如聚碳酸酯树脂)或金属构成。
147.在本实施方式中,从各透镜112、122、132、142射出的光向朝向旋转轴c的方向前进。因此,从透镜112、122、132、142射出的光容易射入罩部件910。由此,能够抑制从透镜112、122、132、142射出的光被框体920等遮挡。
148.接着,说明本实施方式的效果。
149.本实施方式的发光模块100具有:第一光源单元110,其具有第一光源111和从第一光源111射出的光入射的第一透镜112;驱动部160,其能够旋转第一透镜112;控制部170,其与驱动部160连动,控制第一光源111的输出。从第一透镜112射出的光l1的中心轴f1相对于第一透镜112的旋转轴c倾斜。因此,通过一个光源单元110,能够向大的区域照射光。进而,控制部170通过与驱动部160连动而控制第一光源111的输出,能够变更配光图案。因此,能够实现能够变更配光图案的发光模块。另外,即使光源的数量少,也能够变更配光图案。
150.另外,驱动部160能够使第一光源单元110绕旋转轴c旋转。这样,通过使第一光源111与第一透镜112一起旋转,能够使发光模块100成为简便的结构。
151.另外,发光模块100具备:第二光源单元120,其具有第二光源121、从第二光源121射出的光入射的第二透镜122;基板150,其安装有第一光源单元110和第二光源单元120。驱动部160通过使基板150以旋转轴c旋转,能够使第二光源单元120与第一光源单元110一起以旋转轴c旋转。控制部170与驱动部160连动而控制第二光源121的输出。并且,从第二透镜122射出的光l2的中心轴f2相对于旋转轴c倾斜。从第二透镜122射出光l2的中心轴f2与旋转轴c(换言之为中心轴g2)所成的角(角度θ2b)和从第一透镜112射出的光l1的中心轴f1与旋转轴c(换言之为中心轴g1)所成的角(角度θ1b)不同。因此,通过两个光源单元110、120能够实现各种配光图案。
152.另外,第一光源单元110及第二光源单元120在基板150上位于以旋转轴c为中心的圆周上。因此,能够使发光模块100紧凑。
153.另外,控制部170根据从第一透镜112射出的光的中心轴f1在圆周轨道上的位置来控制第一光源111的输出。因此,能够实现各种配光图案。
154.另外,第一透镜112是包括对光进行全反射的全反射面的透镜。第一透镜112具有从第一光源111射出的光入射的第一面112a、设置在第一面112a的周围且将从第一面112a入射到第一透镜112中的光的至少一部分反射的第二面112b、和位于第一面112a的相反侧且将从第一面112a入射的光射出的第三面112c。第一透镜112能够将从第一光源111射出的光聚光或准直后进行投光。
155.另外,与第一透镜112的第三面112c正交的方向h1相对于z轴倾斜。换言之,通过使
第一透镜112的第三面112c相对于旋转轴c倾斜这样的简便的结构,能够使从第一透镜112射出的光l1的中心轴f1相对于旋转轴c倾斜。
156.在第一实施方式中,说明了从第一透镜112、第二透镜122、第三透镜132以及第四透镜142分别射出的光的中心轴与旋转轴c所成的角相互不同的例子。但是,例如,从第一透镜112射出的光的中心轴f1与旋转轴c所成的角和从第二透镜122射出的光的中心轴f2与旋转轴c所成的角也可以相同。在这种情况下,第一照射区域h1和第二照射区域h2重合。因此,通过将从第一光源111射出的光设为白色光,将从第二光源121射出的光设为色温与从第一光源111射出的光不同的白色光,发光模块100能够射出调色后的光。而且,在该情况下,从第三透镜132射出的光的中心轴f3与旋转轴c所成的角也可以和从第一透镜112射出的光的中心轴f1与旋转轴c所成的角不同,并且和从第四透镜142射出的光的中心轴f4与旋转轴c所成的角相同。在这种情况下,第三照射区域h3和第四照射区域h4重合。因此,通过使从第三光源131射出的光的颜色与从第一光源111射出的光的颜色相同,使从第四光源141射出的光的颜色与从二光源121射出的光的颜色相同,能够在射出从发光模块100调色的光的同时,实现各种配光图案。
157.《第二实施方式》
158.接着,对第二实施方式进行说明。
159.图9是表示本实施方式的发光模块的俯视图。
160.图10是在图9的x-x射线的剖面中放大表示第一光源单元和第二光源单元以及基板的一部分的剖面图。
161.图11是在图9的xi-xi线的剖面中放大表示第三光源单元和第四光源单元以及基板的一部分的剖面图。
162.本实施方式的发光模块200在第一透镜212、第二透镜222、第三透镜232以及第四透镜242的结构上与第一实施方式的发光模块100不同。
163.另外,在以下的说明中,原则上主要说明与第一实施方式的不同点。除了以下说明的事项以外,与第一实施方式相同。这一点在以后所示的各实施方式及变形例中也同样。
164.如图9所示,发光模块200包括第一光源单元210、第二光源单元220、第三光源单元230和第四光源单元240。第一光源单元210具有第一光源111和从第一光源111射出的光入射的第一透镜212。第二光源单元220具有第二光源121和从第二光源121射出的光入射的第二透镜222。第三光源单元230具有第三光源131和从第三光源131射出的光入射的第三透镜232。第四光源单元240具有第四光源141和从第四光源141射出的光入射的第四透镜242。
165.在本实施方式中,4个透镜212、222、232、242分别在射出光的面侧连接,从而成为一个透光性部件385而一体形成。
166.如图10所示,第一透镜212配置在第一光源111的+z方向上。第一透镜212在本实施方式中是包含对光进行全反射的全反射面的透镜。详细地说,第一透镜212在其内部具有对光进行全反射的全反射面。第一透镜212的表面包括第一面212a、第二面212b、第三面212c和第四面212f。另外,在图10中,实线的箭头标记示例了光的路径。
167.第一面212a的结构与第一实施方式中的第一透镜112的第一面112a的结构相同,第二面212b的结构与第一实施方式中的第一透镜112的第二面112b的结构相同,第四面214f的结构与第一实施方式中的第一透镜112的第四面112f的结构相同,所以省略它们的
说明。
168.第三面212c位于第一面212a的相反侧。第三面212c将从第一面212a入射到第一透镜212中的光的至少一部分射出。第三面212c是平坦面。第三面212c的平坦面(上表面)越远离旋转轴c越远离基板150。因此,垂直于第三面212c的方向h21以随着朝向+z方向而接近旋转轴c的方式以角度θ21a相对于旋转轴c倾斜。因此,在第一透镜212中传播的大部分光在从第三面212c射出时,以随着朝向+z方向而远离旋转轴c的方式向相对于旋转轴c倾斜了角度θ21b的方向折射。即,从第一透镜212射出的光的中心轴f21以随着朝向+z方向而远离旋转轴c的方式相对于旋转轴c以角度θ21b倾斜。
169.在第二光源121的+z方向上配置有第二透镜222。第二透镜222是在本实施方式中包含对光进行全反射的全反射面的透镜。详细地说,第二透镜222在其内部具有对光进行全反射的全反射面。第二透镜222的表面包括第一面222a、第二面222b、第三面222c和第四面222f。
170.第一面222a的结构与第一实施方式中的第二透镜122的第一面122a的结构相同,第二面222b的结构与第一实施方式中的第二透镜122的第二面122b的结构相同,第四面222f与第一实施方式中的第二透镜122的第四面122f的结构相同,所以省略它们的说明。
171.第三面222c位于第一面222a的相反侧。第三面222c将从第一面222a入射到第二透镜222中的光的至少一部分射出。第三面222c是平坦面。第三面222c的平坦面(上表面)越远离旋转轴c越远离基板150。因此,垂直于第三面222c的方向h22以随着朝向+z方向而接近旋转轴c的方式以角度θ22a相对于旋转轴c倾斜。因此,在第二透镜222中传播的大部分光在从第三面222c射出时,以随着朝向+z方向而远离旋转轴c的方式向相对于旋转轴c倾斜了角度θ22b的方向折射。即,从第二透镜222射出的光的中心轴f22以随着朝向+z方向而远离旋转轴c的方式相对于旋转轴c以角度θ22b倾斜。
172.在本实施方式中,通过第一透镜212的第三面212c和第二透镜222的第三面222c,在透光性部件385上形成向-z方向凹陷的凹部。
173.如图11所示,在第三光源131的+z方向上配置有第三透镜232。第三透镜232在本实施方式中是包含对光进行全反射的全反射面的透镜。详细地说,第三透镜232在其内部具有对光进行全反射的全反射面。第三透镜232的表面包括第一面232a、第二面232b、第三面232c和第四面232f。另外,在图11中,实线的箭头标记示例了光的路径。
174.第一面232a的结构与第一实施方式中的第三透镜132的第一面132a的结构相同,第二面232b的结构与第一实施方式中的第三透镜132的第二面132b的结构相同,第四面232f的结构与第一实施方式中的第三透镜132的第四面132f的结构相同,所以省略它们的说明。
175.第三面232c位于第一面232a的相反侧。第三面232c将从第一面232a入射到第三透镜232中的光的至少一部分射出。第三面232c是平坦面。第三面232c的平坦面(上表面)越远离旋转轴c越远离基板150。因此,垂直于第三面232c的方向h23以随着朝向+z方向而接近旋转轴c的方式以角度θ23a相对于旋转轴c倾斜。因此,在第三透镜232中传播的大部分光在从第三面232c射出时,以随着朝向+z方向而远离旋转轴c的方式向相对于旋转轴c倾斜了角度θ23b的方向折射。即,从第三透镜232射出的光的中心轴f23以随着朝向+z方向而远离旋转轴c的方式相对于旋转轴c以角度θ23b倾斜。
176.在第四光源141的+z方向上配置有第四透镜242。第四透镜242在本实施方式中是包含对光进行全反射的全反射面的透镜。详细地说,第四透镜242在其内部具有对光进行全反射的全反射面。第四透镜242的表面包括第一面242a、第二面242b、第三面242c和第四面242f。
177.第一面242a的结构与第一实施方式中的第四透镜142的第一面142a的结构相同,第二面242b的结构与第一实施方式中的第四透镜142的第二面142b的结构相同,第四面242f的结构与第一实施方式中的第四透镜142的第四面142f相同,因此省略其说明。
178.第三面242c位于第一面242a的相反侧。第三面242c将从第一面242a入射到第四透镜242中的光的至少一部分射出。第三面242c是平坦面。第三面242c的平坦面(上表面)越远离旋转轴c越远离基板150。因此,垂直于第三面242c的方向h24以随着朝向+z方向而接近旋转轴c的方式以角度θ24a相对于旋转轴c倾斜。因此,在第四透镜242中传播的大部分光在从第三面242c射出时,以随着朝向+z方向而远离旋转轴c的方式向相对于旋转轴c倾斜了角度θ24b的方向折射。即,从第四透镜242射出的光的中心轴f24以随着朝向+z方向而远离旋转轴c的方式相对于旋转轴c以角度θ24b倾斜。
179.在本实施方式中,通过第三透镜232的第三面232c和第四透镜242的第三面242c,在透光性部件385上形成朝向-z方向凹陷的凹部。
180.在本实施方式中,角度θ21a、角度θ22a、角度θ23a及角度θ24a互不相同,角度θ23a<角度θ22a<角度θ24a<角度θ21a。因此,角度θ23b<角度θ22b<角度θ24b<角度θ21b。另外,由于第一透镜212的第三面212c、第二透镜222的第三面222c、第三透镜232的第三面232c及第四透镜242的第三面242c能够分别适当调整相对于旋转轴c(或z轴)的倾斜角度,故角度θ21a、角度θ22a、角度θ23a及角度θ24a的大小关系不限于上述。
181.如以上说明地,各第三面212c、222c、232c、242c也可以以越远离旋转轴c越远离基板150的方式倾斜。
182.在本实施方式的发光模块200中,由第一透镜212的第三面212c和第二透镜222的第三面222c形成朝向基板150凹陷的凹部。因此,在透光性部件385中,第一透镜212与第二透镜222之间的部分的厚度t2比第一实施方式中的透光性部件185的第一透镜112与第二透镜122之间的部分的厚度t1(参照图3a)薄。由此,能够抑制从第一透镜212入射到第二透镜222的杂散光、或者能够抑制从第二透镜222入射到第一透镜212的杂散光的产生。即,在透光性部件385中,能够抑制在第一透镜212、第二透镜222、第三透镜232及第四透镜242的连结部分入射到不同透镜的杂散光的产生。
183.《第三实施方式》
184.图12是表示本实施方式的发光模块的局部剖面图。
185.本实施方式的发光模块300与第一实施方式的发光模块100的不同之处在于,光源单元310为一个,光源单元310中的透镜312相对于光源311旋转。
186.发光模块300包括基板350、光源单元310、驱动部360和控制部370。光源单元310具有光源311和透镜312。
187.在本实施方式中,基板350是在由树脂材料等绝缘材料构成的母材中设有与光源311连接的多个配线的配线基板。在基板350上安装有光源311。基板350的上表面和下表面与z轴正交。
188.光源311的结构与第一实施方式中的第一光源111相同,因此省略其说明。透镜312配置在光源311的+z方向上。
189.透镜312在本实施方式中是包含对光进行全反射的全反射面的透镜。详细地说,透镜312在其内部具有对光进行全反射的全反射面。透镜312通过保持部313以旋转轴c进行旋转的方式被保持。在将发光模块300例如用作智能手机的闪光灯的光源的情况下,基板350和保持部313固定在智能手机的框体等上。但是,发光模块300也可以不作为智能手机的闪光灯的光源使用。透镜312的表面包括第一面312a、第二面312b、第三面312c、第四面312g和第五表面312h。另外,在图12中,粗实线的箭头标记示例了光的路径。
190.第一面312a与光源311相对。从光源311射出的光入射到第一面312a。第一面312a包括朝向光源311凸状弯曲的第一区域312e和与第一区域312e的外周相接并向光源311延伸的第二区域312f。
191.第二面312b设置在第一面312a的周围。第二面312b以随着朝向-z方向而接近旋转轴c的方式倾斜。第二面312b将从第一面312a入射到透镜312中的光的至少一部分向透镜312的内部反射。第二面312b相当于全反射面。
192.第三面312c位于第一面312a的相反侧。第三面312c将从第一面312a入射到透镜312中的光的至少一部分射出。第三面312c是平坦面。在图12中,第三面312c的平坦面(上表面)以随着朝向+x方向而远离基板350的方式倾斜。因此,垂直于第三面312c的方向h31以随着朝向+z方向而远离旋转轴c的方式,以角度θ31a相对于旋转轴c倾斜。因此,在透镜312中传播的大部分光在从第三面312c射出时向相对于旋转轴c倾斜了角度θ31b的方向折射。即,从透镜312射出的光的中心轴f31相对于旋转轴c以角度θ31b倾斜。
193.第四面312g设置在第二面312b的周围。第四面312g平行于基板350的上表面。
194.第五面312h是与位于第三面312c和第四面312g之间的z轴平行的面。第五面312h为筒状。即,俯视时透镜312的外形为圆形。
195.驱动部360能够使透镜312以旋转轴c旋转。在本实施方式中,驱动部360具有电动机361、与电动机361连动的轴362、与轴362连结的第一齿轮363、与第一齿轮363啮合且俯视为筒状的第二齿轮364。在第二齿轮364的内侧配置有透镜312,第二齿轮364安装在第五面312h上。第二齿轮364的齿364a与第一齿轮363的齿363a啮合。当电动机361旋转时,轴362和第一齿轮363旋转。通过第一齿轮363旋转,与第一齿轮363啮合的第二齿轮364旋转。由此,透镜312旋转。
196.控制部370例如具有cpu和存储器等。控制部370与基板350上的配线和驱动部360电连接。控制部370与驱动部360连动而控制光源311的输出。
197.如以上说明地,在本实施方式的发光模块300中,驱动部360能够使透镜312(相当于第一透镜)相对于光源311(相当于第一光源)旋转。即,通过固定光源311,使透镜312自身以旋转轴c旋转,而能够使从透镜312射出的光源311(相当于第一光源)的光的中心轴f31相对于旋转轴c倾斜。由此,能够实现能够变更配光图案的发光模块300。另外,即使光源的数量少,也能够变更配光图案。
198.《透镜的变形例》
199.在第一~第三实施方式中,各透镜是包含对光进行全反射的全反射面的透镜,构成为在各透镜中通过使作为出射面的第三面倾斜,从各透镜射出的光的中心轴相对于旋转
轴倾斜。但是,射出的光的中心轴相对于旋转轴倾斜的透镜并不限定于此。以下,对透镜的变形例进行说明。另外,以下,为了便于说明,在各变形例中,说明发光模块中的光源单元的数量为1个,旋转轴通过光源的中心且与z轴平行的例子。
200.图13是表示第一透镜的第一变形例的剖面图。
201.另外,在图13中,实线的箭头标记示例了光的路径。
202.第一变形例中的第一透镜412是包含对光进行全反射的全反射面的透镜。详细地说,第一透镜412在其内部具有对光进行全反射的全反射面。第一透镜412的表面包括第一面412a、第二面412b、第三面412c和第四面412f。
203.第一面412a与光源111相对。从光源111射出的光入射到第一面412a。第一面412a包括朝向光源111凸状弯曲的第一区域412d和与第一区域412d的外周相接并向光源111延伸的二区域412e。
204.第二面412b设置在第一面412a的周围。第二面412b以随着朝向-z方向而接近中心轴g1的方式倾斜。第二面412b将从第一面412a入射到第一透镜412中的光的至少一部分朝向第一透镜412的内部反射。第二面412b相当于全反射面。
205.在本实施方式中,中心轴g1为旋转轴c。第二面412b具有-z方向(从第一透镜412朝向光源111的方向)上的第一周缘412t1和位于第一周缘412t1的相反侧的第二周缘412t2。第一周缘412t1是第二面412b的环状下端。第二周缘412t2是第二面412b的环状上端,是第二面412b与第四面412f的边界。将第一周缘412t1的中心和第二周缘412t2的中心连结的线l相对于旋转轴c倾斜。
206.第三面412c位于第一面412a的相反侧。第三面412c将从第一面412a入射到第一透镜412中的光的至少一部分射出。第三面412c平行于基板150的上表面150a。另外,第三面412c也可以相对于旋转轴c倾斜。
207.第四面412f设置在第二面412b的周围。第四面412f与基板150的上表面150a平行。
208.如以上说明地,在第一变形例的第一透镜412中,将第一周缘412t1的中心和第二周缘412t2的中心连结的线l相对于旋转轴c倾斜。因此,入射到第二面412b的大部分光向从旋转轴c倾斜的方向全反射。即,从第一透镜412射出的光的中心轴f41相对于旋转轴c倾斜。
209.另外,通过调整第一透镜412中的线l与旋转轴c的角度θ41a,能够调整从第一透镜412射出的光的中心轴f41与旋转轴c的角度。
210.图14是表示第一透镜的第二变形例的剖面图。
211.另外,在图14中,实线的箭头标记示例了光的路径。
212.第二变形例中的第一透镜512是凸透镜。第一透镜512将光源111封装。第一透镜512的表面包括上表面512a和下表面512b。
213.上表面512a是向远离基板150的方向(+z方向)呈凸状的弯曲面。下表面512b与基板150的上表面150a相接。第一透镜512的光的中心轴f51相对于z轴倾斜。这里,“第一透镜512的光的中心轴”是指通过在与z轴正交的任意平面p1中从第一透镜512射出的光的照度最大的位置a11、和在+z方向上远离平面p1且在与z轴正交的其他任意平面p2中光的照度最大的位置a21的直线。第一透镜512的光的中心轴f51即是第一透镜512的光轴。
214.如以上说明地,第二变形例中的第一透镜512是凸透镜,从第一透镜512射出的光的中心轴f51相对于旋转轴c倾斜。换言之,第一透镜512的光轴相对于z轴倾斜。
215.以上,在各变形例中,说明了构成发光模块的光源单元的数量为1个,旋转轴通过光源的中心与z轴平行的例子。但是,与第一实施方式同样,构成发光模块的光源单元的数量可以为2个以上。在这种情况下,与第一实施方式同样,多个光源单元例如也可以在以旋转轴为中心的圆周上排列。
216.《光源输出的控制方法的变形例》
217.下面,说明光源输出的控制方法的变形例。
218.图15a和图15b是用于说明多个光源的输出的控制方法的变形例的示意图。
219.图16a和图16b是用于说明多个光源的输出的控制方法的变形例的示意图。
220.图15a所示的发光模块600a包括第一光源单元610、第二光源单元620、第三光源单元630、第四光源单元640、第五光源单元650和第六光源单元660。
221.第一光源单元610具有第一光源611和从第一光源611射出的光入射的第一透镜612。第二光源单元620具有第二光源621和从第二光源621射出的光入射的第二透镜622。第三光源单元630具有第三光源631和从第三光源631射出的光入射的第三透镜632。第四光源单元640具有第四光源641和从第四光源641射出的光入射的第四透镜642。第五光源单元650具有第五光源651和从第五光源651射出的光入射的第五透镜652。第六光源单元660具有第六光源661和从第六光源661射出的光入射的第六透镜662。
222.第一透镜612、第二透镜622、第三透镜632、第四透镜642、第五透镜652及第六透镜662通过在射出光的面侧连接而成为一个透光性部件685而一体形成。各光源611、621、631、641、651、661和透光性部件685固定在基板150上。
223.在发光模块600a中,从第一透镜612射出的光的中心轴与旋转轴c所成的角<从第二透镜622射出的光的中心轴与旋转轴c所成的角<从第三透镜632射出的光的中心轴与旋转轴c所成的角<从第四透镜642射出的光的中心轴与旋转轴c所成的角<从第五透镜652射出的光的中心轴与旋转轴c所成的角《从第六透镜662射出的光的中心轴与旋转轴c所成的角。
224.因此,如图15b所示,从第一透镜612射出的光照射到与旋转轴c正交的平面p3上的第一照射区域h61。第一照射区域h61是以旋转轴c为中心的圆形区域(换言之,由第一照射区域h61的外形包围的区域)。在基板150旋转的情况下,从第一透镜612射出的光的中心轴在第一照射区域h61内的圆周的轨道e61上移动。
225.从第二透镜622射出的光照射到平面p3上的第二照射区域h62。第二照射区域h62是以旋转轴c为中心、位于第一照射区域h61外侧的圆环状的区域(换言之,由第二照射区域h62的外形和第一照射区域h61的外形包围的区域)。在基板150旋转的情况下,从第二透镜622射出的光的中心轴在第二照射区域h62内的圆周轨道e62上移动。
226.从第三透镜632射出的光照射到平面p3上的第三照射区域h63。第三照射区域h63是以旋转轴c为中心、位于第二照射区域h62的外侧的圆环状区域(换言之,由第三照射区域h63的外形和第二照射区域h62的外形包围的区域)。在基板150旋转的情况下,从第三透镜632射出的光的中心轴在第三照射区域h63内的圆周的轨道e63上移动。
227.从第四透镜642射出的光照射到平面p3上的第四照射区域h64。第四照射区域h64是以旋转轴c为中心、位于第三照射区域h63外侧的圆环状区域(换言之,由第四照射区域h64的外形和第三照射区域h63的外形包围的区域)。在基板150旋转的情况下,从第四透镜
642射出的光的中心轴在第四照射区域h64内的圆周轨道e64上移动。
228.从第五透镜652射出的光照射到平面p3上的第五照射区域h65。第五照射区域h65是以旋转轴c为中心、位于第四照射区域h64外侧的圆环状的区域(换言之,由第五照射区域h65的外形和第四照射区域h64的外形包围的区域)。在基板150旋转的情况下,从第五透镜652射出的光的中心轴在第五照射区域h65内的圆周的轨道e65上移动。
229.从第六透镜662射出的光照射到平面p3上的第六照射区域h66。第六照射区域h66是以旋转轴c为中心、位于第五照射区域h65外侧的圆环状区域(换言之,由第六照射区域h66的外形和第五照射区域h65的外形包围的区域)。在基板150旋转的情况下,从第六透镜662射出的光的中心轴在第六照射区域h66内的圆周轨道e66上移动。
230.下面,说明将发光模块600a与照相机组合使用的例子。例如,如图15b所示,照相机的拍摄区域930的形状为矩形。
231.控制部170控制第一光源611的输出,以使第一照射区域h61的照度成为所希望的照度。由此,例如能够使第一照射区域h61的照度为与在z方向上观察时位于第一照射区域h61内的拍摄的对象之间的距离对应的照度。此时,控制部170也可以进一步加入基板150的转速等发光模块600a的驱动条件及/或照相机的快门速度等照相机的摄影拍摄条件等,设定第一光源611的输出。
232.从各透镜612、622、632、642、652、662射出的光在从各透镜612、622、632、642、652、662射出的光的中心轴的轨道e61、e62、e63、e64、e65、e66上被分为多个区段es1。换言之,平面p3上的照射区域被分为多个区段es1。在图15b中,通过沿圆的半径方向延伸的多条虚线,将各轨道e61、e62、e63、e64、e65、e66划分为多个区段es1。控制部170在多个区段es1中控制各光源611、621、631、641、651、661的输出。另外,从第一透镜612射出的光也可以在光的中心轴的轨道e61上不分为多个区段。
233.例如,轨道e61被分成4个区段es1,轨道e62被分成8个区段es1,轨道e63被分成16个区段es1,轨道e64被分成16个区段es1,轨道e65被分成24个区段es1,轨道e66被分成8个区段es1。多个区段es1被设定为在各轨道e61、e62、e63、e64、e65、e66中划分位于拍摄区域930内的区域。因此,整体位于拍摄区域930内的各轨道e61、e62、e63、e64被设定为各区段es1的长度大致均匀。对此,一部分位于拍摄区域930内,另一部分位于拍摄区域930外的各轨道e65、e66以划分位于拍摄区域930内的部分的方式设定区段es1,因此各区段es1的长度不均匀。但是,各轨道中的区段es1的数量及区段的长度不限于上述。
234.控制部170针对每个区段es1,确定各光源611、621、631、641、651、661的输出的设定值。然后,控制部170对应于随着基板150的旋转而切换照射从各透镜612、622、632、642、652、662射出的光的区段es1,将各光源611、621、631、641、651、661的输出切换成与切换后的区段es1对应的设定值。由此,例如将第一照射区域h61分为在轨道e61上排列的多个区段es1,能够使各区段es1的照度成为与在z方向上观察位于各区段es1内的各拍摄的对象之间的距离对应的照度。其他照射区域h62、h63、h64、h65、h66也同样。此时,控制部170也可以进一步加入基板150的转速等发光模块600a的驱动条件及/或照相机的快门速度等照相机的拍摄条件等,设定各光源611、621、631、641、651、661的各区段es1中的输出。
235.如上所述,在发光模块600a中,通过76个区段es1能够将拍摄区域930分为可控制照度的76个区域。
236.图16a所示的发光模块600b与图15a所示的发光模块600a的不同之处在于,还包括第七光源单元670,如图16b所示,从第一透镜612射出的光在光的中心轴的轨道e61上不分为多个区段。第七光源单元670具有第七光源671和从第七光源671射出的光入射的第七透镜672。在发光模块600b中,从第六透镜662射出的光的中心轴与旋转轴c所成的角<从第七透镜672射出的光的中心轴与旋转轴c所成的角。因此,如图16b所示,从第七透镜672射出的光照射到平面p3上的第七照射区域h67。第七照射区域h67是以旋转轴c为中心、位于第六照射区域h66外侧的圆环状区域。在基板150旋转的情况下,从第七透镜672射出的光的中心轴在第七照射区域h67内的圆周轨道e67上移动。
237.在本变形例中,从最接近旋转轴c的第七光源单元670射出的光的中心轴与旋转轴c所成的角大于从比第七光源单元670更远离旋转轴c的光源单元610、620、630、640、650、660射出的光的中心轴与旋转轴c所成的角。但是,也可以越是接近旋转轴c的光源单元,射出的光的中心轴与旋转轴c所成的角越小。通过越是接近旋转轴c的光源单元,越减小射出的光的中心轴与旋转轴c所成的角,在将发光模块例如用作智能手机的闪光灯的光源的情况下,能够抑制从透镜射出的光被框体等遮挡。
238.在发光模块600b中,控制部170控制第一光源611的输出,以使第一照射区域h61的照度成为所希望的照度。由此,例如能够使第一照射区域h61的照度为与在z方向上观察时位于第一照射区域h61内的拍摄的对象之间的距离对应的照度。此时,控制部170也可以进一步加入基板150的转速等发光模块600b的驱动条件及/或照相机的快门速度等照相机的拍摄条件等,设定第一光源611的输出。
239.此外,在发光模块600b中,除了第一透镜612以外,从各透镜622、632、642、652、662、672射出的光在各轨道e62、e63、e64、e65、e66、e67上被分为多个区段es1。控制部170控制第一光源611的输出和在多个区段es1中各光源621、631、641、651、661、671的输出。具体而言,例如,轨道e62被分成8个区段es1,轨道e63被分成16个区段es1,轨道e64被分成16个区段es1,轨道e65被分成32个区段es1,轨道e66被分成20个区段es1,轨道e67被分成8个区段es1。但是,构成各轨道的区段es1的数量及长度不限于上述。
240.如上所述,在发光模块600b中,能够通过第一照射区域h61和100个区段es1将拍摄区域930分成可控制照度的101个区域。
241.在图15a所示的变形例中,从各透镜612、622、632、642、652、662射出的光在从各透镜612、622、632、642、652、662射出的光的中心轴的轨道e61、e62、e63、e64、e65、e66上被分成多个区段es1。控制部170在多个区段es1中控制各光源611、621、631、641、651、661的输出。因此,将发光模块600a照射的区域分成多个区域,能够分别控制多个区域的照度。另外,如图16a所示,从第一透镜612射出的光也可以在光的中心轴的轨道e61上不分成多个区段。
242.《第四实施例》
243.接着,对第四实施方式进行说明。
244.图17是表示本实施方式的发光模块的俯视图。
245.本实施方式的发光模块700在多个光源711、721、731、741的发光面711s、721s、731s、741s的面积分别不同等方面,与第一实施方式的发光模块100不同。
246.第一光源单元710具有第一光源711和从第一光源711射出的光入射的第一透镜712。第二光源单元720具有第二光源721和从第二光源721射出的光入射的第二透镜722。第
三光源单元730具有第三光源731和从第三光源731射出的光入射的第三透镜732。第四光源单元740具有第四光源741和从第四光源741射出的光入射的第四透镜742。
247.第一透镜712、第二透镜722、第三透镜732以及第四透镜742通过在射出光的面侧连接而成为一个透光性部件785而一体形成。各光源711、721、731、741和透光性部件785固定在基板150上。
248.与第一实施例同样,各光源711、721、731、741包括发光元件181、波长转换部件182和光反射性部件183。
249.在发光模块700中,从第一透镜712射出的光的中心轴与旋转轴c所成的角<从第二透镜722射出的光的中心轴与旋转轴c所成的角<从第三透镜732射出的光的中心轴与旋转轴c所成的角<从第四透镜742射出的光的中心轴与旋转轴c所成的角。
250.在基板150旋转的情况下,从透镜射出的光的中心轴与旋转轴c所成的角越大,从该透镜射出的光在照射区域的轨道上移动时的圆周速度越快。圆周速度越快,每单位时间照射到该照射区域的光量越低,因此该照射区域容易变暗。与此相对,在本实施方式中,第一光源711的发光面711s的面积《
251.第二光源721的发光面721s的面积《第三光源731的发光面731s的面积《第四光源741的发光面741s。因此,越是从透镜射出的光的中心轴与旋转轴c所成的角大的光源单元,越能够射出光度高的光。因此,能够抑制由于圆周速度的不同而在多个光源单元710、720、730、740的照射区域产生照度差的问题。
252.另外,在本实施方式中,在俯视中,第二透镜722的面积大于第一透镜712的面积,第三透镜732的面积大于第二透镜722的面积,第四透镜742的面积大于第三透镜732的面积。但是,第一透镜712、第二透镜722、第三透镜732以及第四透镜742的面积的大小关系只要越是从透镜射出的光的中心轴与旋转轴c所成的角大的光源单元则射出光度越高的光,则不限于上述。
253.在本实施方式的发光模块700中,从第二透镜722射出的光的中心轴与旋转轴c所成的角比从第一透镜712射出的光的中心轴与旋转轴c所成的角大。第二光源721的发光面721s的面积大于第一光源711的发光面711s的面积。因此,能够抑制由于圆周速度的不同而在第一光源单元710和第二光源单元720的照射区域产生照度差的问题。另外,在第三光源单元730和第四光源单元740中也同样。
254.《第五实施方式》
255.接着,对第五实施方式进行说明。
256.图18是表示本实施方式的发光模块的俯视图。
257.图19是在图18的xix-xix射线的剖面中放大表示多个光源单元和基板的剖面图。
258.图20是在图18的xx-xx线的剖面中放大表示多个光源单元和基板的剖面图。
259.图21a是表示在与轴向正交的平面中从各光源单元射出的光的照射区域的图。
260.图21b是用于说明从各光源单元射出的光的中心轴与旋转轴所成的角的设定方法的示意图。
261.本实施方式的发光模块800具备基板150、多个光源单元、能够使多个光源单元旋转的驱动部160、以及能够控制多个光源各自的输出的控制部170。多个光源单元具有配置在基板150上的多个光源和以与多个光源分别成对的方式设置且从多个光源射出的光入射
的多个透镜。驱动部160在将基板150和多个光源单元固定的状态下,使多个光源单元旋转。控制部170与驱动部160连动,控制多个光源各自的输出。
262.多个光源单元包括1个中央光源单元890、2个第一光源单元810、3个第二光源单元820、5个第三光源单元830、7个第四光源单元840和11个第五光源单元850。另外,在图18中,为了使说明容易理解,用相同的阴影表示相同的单元。
263.中央光源单元890具有中央光源891和从中央光源891射出的光入射的中央透镜892。例如,中央光源891配置在旋转轴c上。如图19所示,从中央透镜892射出的光的中心轴f89与旋转轴c大致一致。即,从中央透镜892射出的光的中心轴f89与旋转轴c所成的角约为0度。
264.各第一光源单元810具有第一光源811和从第一光源811射出的光入射的第一透镜812。如图18所示,两个第一光源811例如配置在以旋转轴c为中心的第一圆周c81上。如图19所示,从各第一透镜812射出的光的中心轴f81相对于旋转轴c倾斜。以从两个第一透镜812射出的光的中心轴f81与旋转轴c所成的角(角度θ1)为大致相同的值的方式配置各第一透镜812。
265.各第二光源单元820具有第二光源821和从第二光源821射出的光入射的第二透镜822。如图18所示,三个第二光源821中的两个例如配置在第一圆周c81上。三个第二光源821中的剩余一个被配置在第二圆周c82上,该第二圆周c82例如以旋转轴c为中心并且直径大于第一圆周c81的直径。如图19所示,从各第二透镜822射出的光的中心轴f82相对于旋转轴c倾斜。以从三个第二透镜822射出的光的中心轴f82与旋转轴c所成的角(角度θ2)为大致相同的值,各角度θ2比各角度θ1大的方式配置各第二透镜822。
266.各第三光源单元830具有第三光源831和从第三光源831射出的光入射的第三透镜832。如图18所示,5个第三光源831例如配置在第二圆周c82上。如图19所示,从各第三透镜832射出的光的中心轴f83相对于旋转轴c倾斜。以从5个第三透镜832射出的光的中心轴f83与旋转轴c所成的角(角度θ3)大致为相同值,各角度θ3比各角度θ2大的方式配置各第三透镜832。
267.各第四光源单元840具有第四光源841和从第四光源841射出的光入射的第四透镜842。如图18所示,7个第四光源841中的两个例如配置在第二圆周c82上。7个第四光源841中的其余5个配置在第三圆周c83上,该第三圆周c83例如以旋转轴c为中心,直径大于第二圆周c82的直径。如图19所示,从各第四透镜842射出的光的中心轴f84相对于旋转轴c倾斜。以从7个第四透镜842射出的光的中心轴f84与旋转轴c所成的角(角度θ4)大致为相同值,各角度θ4比各角度θ3大的方式配置各第四透镜842。
268.如图18所示,各第五光源单元850具有第五光源851和从第五光源851射出的光入射的第五透镜852。11个第五光源851例如配置在第三圆周c83上。如图20所示,从各第五透镜852射出的光的中心轴f85相对于旋转轴c倾斜。以从11个第五透镜852射出光的中心轴f85与旋转轴c所成的角(角度θ5)大致为相同值,各角度θ5大于各角度θ4的方式配置各第五透镜852。
269.多个第一透镜812、多个第二透镜822、多个第三透镜832、多个第四透镜842、多个第五透镜852以及一个中央透镜892通过在射出光的面侧连接而成为一个透光性部件885而一体形成。各光源811、821、831、841、851、891和透光性部件885固定在基板150上。
270.如上所述,如图21a所示,从中央透镜892射出的光照射到与旋转轴c正交的平面p3上的中央照射区域h89。中央照射区域h89是以旋转轴c为中心的圆形区域。
271.从第一透镜812射出的光照射到平面p3上的第一照射区域h81。第一照射区域h81是以旋转轴c为中心、位于中央照射区域h89外侧的圆环状区域。在基板150旋转的情况下,从各第一透镜812射出的光的中心轴f81在第一照射区域h81内的圆周的轨道e81上移动。
272.从各第二透镜822射出的光照射到平面p3上的第二照射区域h82。第二照射区域h82是以旋转轴c为中心、位于第一照射区域h81外侧的环状区域。在基板150旋转的情况下,从各第二透镜822射出的光的中心轴f82在第二照射区域h82内的圆周轨道e82上移动。
273.从各第三透镜832射出的光照射到平面p3上的第三照射区域h83。第三照射区域h83是以旋转轴c为中心、位于第二照射区域h82外侧的圆环状区域。在基板150旋转的情况下,从各第三透镜832射出的光的中心轴f83在第三照射区域h83内的圆周轨道e83上移动。
274.从各第四透镜842射出的光照射到平面p3上的第四照射区域h84。第四照射区域h84是以旋转轴c为中心、位于第三照射区域h83外侧的圆环状区域。在基板150旋转的情况下,从各第四透镜842射出的光的中心轴f84在第四照射区域h84内的圆周轨道e84上移动。
275.从各第五透镜852射出的光照射到平面p3上的第五照射区域h85。第五照射区域h85是以旋转轴c为中心、位于第四照射区域h84外侧的圆环状区域。在基板150旋转的情况下,从各第五透镜852射出的光的中心轴f85在第五照射区域h85内的圆周轨道e85上移动。
276.此外,第一透镜812的数量《第二透镜822的数量《第三透镜832的数量《第四透镜842的数量《第五透镜852的数量。即,越是向外侧的照射区域照射光的光源单元,数量越多。由此,能够抑制因圆周速度的不同而在多个照射区域h81、h82、h83、h84、h85产生照度差的问题。
277.这样,在本实施方式中,在多个透镜812、822、832、842、852中,能够向以多个光源单元810、820、830、840、850的旋转轴c为中心的第一照射区域h81的轨道e81上照射光的透镜812的数量比能够向以旋转轴c为中心、位于第一照射区域h81的轨道e81外侧的第二照射区域h82的轨道e82上照射光的透镜822的数量少。由此,能够抑制因圆周速度的不同而在第一照射区域h81和第二照射区域h82产生照度差。
278.另外,在本实施方式中,将从中央透镜892射出的光的中心轴f89与旋转轴c所成的角设定为“角度θ0”时,根据以下的公式(1)确定各角度θ0、θ1、θ2、θ3、θ4、θ5。
279.θk=kα/[2(n-1)]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式(1)
[0280]
在此,n是照射区域h89、h81、h82、h83、h84、h85的总数,在本实施方式中为6。另外,k是将中央照射区域h89设为第0个照射区域,当照射区域成为外侧一个时增加1时的照射区域的编号,是0以上且n-1以下的任意整数。另外,如图21b所示,角度α(0
°
<α<180
°
)是以多个光源的发光面延伸的平面与旋转轴c的交点为中心点时的、将该中心点与位于拍摄区域930的对角的两点中的一点连结的直线931、以及将该中心点与该两点中的其他点连结的直线932所成的角度。因此,在本实施方式中,角度θ0=0度,角度θ1=α/10度,角度θ2=2α/10度,角度θ3=3α/10度,角度θ4=4α/10度,角度θ5=5α/10度。
[0281]
但是,各角度θ0、θ1、θ2、θ3、θ4、θ5的设定方法不限于上述。例如,从中央透镜892射出的光的中心轴f89与旋转轴c所成的角θ0也可以大于0度,且比从第一透镜812射出光的中心轴f81与旋转轴c所成的角θ1小。在这种情况下,根据以下式(2)确定各角度θ0、θ1、θ2、θ3、
θ4、θ5。
[0282]
θk=(k+1)α/[2(n-1)]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式(2)
[0283]
在此,n、k、α与公式(1)同样地规定。
[0284]
《实施例》
[0285]
接着,对实施例进行说明。
[0286]
图22是表示实施例的发光模块、照相机及屏幕的示意图。
[0287]
图23a和图23b是实施例中的照相机的拍摄图像。
[0288]
图24a、24b及图24c是实施例中的照相机的拍摄图像。
[0289]
在实施例中,准备了发光模块940、照相机950和屏幕960。
[0290]
发光模块940包括基板941、光源单元942、驱动部943、旋转连接连接器944和控制部945。
[0291]
光源单元942包括光源942a和炮弹型透镜942b,该光源942a具有发光元件和波长转换部件,能够射出白色光,所述炮弹型透镜942b覆盖光源942a。从透镜942b射出的光的半值全角约为15度。
[0292]
驱动部943包括电动机943a和能够通过电动机943a旋转的轴943b。在轴943b的前端安装有基板941。另外,在从透镜942b射出的光的中心轴f94相对于基板941的旋转轴c倾斜了10度的状态下,将光源单元942固定在基板941上。此时,将光源942a的一对电极与基板941的配线电连接。
[0293]
旋转连接连接器944是滑环。在旋转连接连接器944的内侧配置有轴943b,将旋转连接连接器944的环单元的环944a与基板941的配线电连接。此外,旋转连接连接器944的刷单元944b与包含信号生成器的控制单元945电连接。
[0294]
照相机950配置在发光模块940的附近。屏幕960配置在+z方向上距离发光模块940和照相机950约1m的位置处,使得光从光源单元942向+z方向照射。
[0295]
首先,通过驱动部943使基板941及光源单元942以900ms的周期旋转,通过控制部945控制光源942a的输出,使得光源单元942每旋转一圈,点亮450ms。然后,将照相机950的快门速度设为1s,拍摄屏幕960。此时的照相机950的拍摄图像如图23a所示。即,图23a是光源单元942旋转约一圈期间的屏幕960的拍摄图像。
[0296]
另外,将照相机950的快门速度设为2s,拍摄屏幕960。此时的照相机950的拍摄图像如图23b所示。即,图23b是光源单元942旋转约2圈期间的屏幕960的拍摄图像。
[0297]
由图23a及图23b可知,通过使射出中心轴f94相对于旋转轴c倾斜的光的光源单元942旋转,同时控制光源单元942的光源942a的输出,从而能够对以旋转轴c为中心的圆环状的照射区域局部地照射光。
[0298]
另外,与在图23a的拍摄图像中对发光模块940照射了光的部分相比,在图23b的拍摄图像中对发光模块940照射了光的部分明亮。由此可知,通过增加使光源单元942旋转的次数,能够提高在照射区域向发光模块940照射光的部分的照度。
[0299]
接着,在从透镜942b射出的光的中心轴f94相对于旋转轴c倾斜了30度的状态下,将光源单元942固定在基板941上。然后,通过驱动部943使光源单元942以900ms的周期旋转,通过控制部945控制光源942a的输出,使得在旋转中始终点亮。然后,将照相机950的快门速度设为1s,拍摄屏幕960。此时的照相机950的拍摄图像如图24a所示。
[0300]
另外,将照相机950的快门速度设为2s,拍摄屏幕960。此时的照相机950的拍摄图像如图24b所示。
[0301]
另外,将照相机950的快门速度设为3.2s,拍摄屏幕960。此时的照相机950的拍摄图像如图24c所示。
[0302]
在图24a所示的拍摄图像中,由于光源单元942的旋转,环状的照射区域990的一部分991比照射区域990的其他部分明亮。这是因为照相机950的快门速度比光源单元942的旋转周期长,照射区域990的一部分991与其他部分相比,照射的光的重叠更明显。
[0303]
在图24b及图24c所示的拍摄图像中,通过增加光源单元942的旋转数,能够减小重叠的光量的差异,与图24a相比,环状照射区域的亮度的不均降低。由此可知,通过使光源单元942的旋转数为多次、优选为3次以上,能够降低因光源单元942旋转的旋转周期和照相机950的快门速度偏差而产生的拍摄图像的亮度的不均。
[0304]
上述多个实施方式及变形例的各结构可在没有矛盾的范围内适当组合。
[0305]
【产业上的可利用性】
[0306]
本发明例如可以用于照相机的闪光灯、照明、或者车载的头灯等。
[0307]
本技术基于2020年12月24日向日本专利厅申请的日本专利申请第2020-214877号、2021年11月25日向日本专利厅申请的日本专利申请第2021-190792号以及2021年12月7日向日本专利厅申请的日本专利申请第2021-198770号,要求其优先权,包括这些日本专利申请的全部内容。
[0308]
附图标记说明
[0309]
100、200、300、600a、600b、700、800、940:发光模块
[0310]
110、210、610、710、810:第一光源单元
[0311]
111、611、711、811:第一光源
[0312]
112、212、412、512、612、712、812:第一透镜
[0313]
112a、212a、412a:第一面
[0314]
112b、212b、412b:第二面
[0315]
112c、212c、412c:第三面
[0316]
120、220、620、720、820:第二光源单元
[0317]
121、621、721、821:第二光源
[0318]
122、222、622、722、822:第二透镜
[0319]
122a、222a:第一面
[0320]
122b、222b:第二面
[0321]
122c、222c:第三面
[0322]
130、230、630、730、830:第三光源单元
[0323]
131、631、731、831:第三光源
[0324]
132、232、632、732、832:第三透镜
[0325]
132a、232a:第一面
[0326]
132b、232b:第二面
[0327]
132c、232c:第三面
[0328]
140、240、640、740、840:第四光源单元
[0329]
141、641、741、841:第四光源
[0330]
142、242、642、742、842:第四透镜
[0331]
142a、242a:第一面
[0332]
142b、242b:第二面
[0333]
142c、242c:第三面
[0334]
150、941:基板
[0335]
160、360、943:驱动部
[0336]
161、361、943a:电动机
[0337]
162、362、943b:轴
[0338]
170、370、945:控制部
[0339]
185、385、685、785、885:透光性部件
[0340]
190、944:旋转连接连接器
[0341]
310、942:光源单元
[0342]
311、942a:光源
[0343]
312、942b:透镜
[0344]
312a:第一面
[0345]
312b:第二面
[0346]
312c:第三面
[0347]
412t1:第一周缘
[0348]
412t2:第二周缘
[0349]
650、850:第五光源单元
[0350]
651、851:第五光源
[0351]
652、852:第五透镜
[0352]
660:第六光源单元
[0353]
661:第六光源
[0354]
662:第六透镜
[0355]
670:第七光源单元
[0356]
671:第七光源
[0357]
672:第七透镜
[0358]
711s、721s、731s、741s:发光面
[0359]
890:中央光源单元
[0360]
891:中央光源
[0361]
892:中央透镜
[0362]
910:罩部件
[0363]
920:框体
[0364]
930:拍摄区域
[0365]
950:照相机
[0366]
960:屏幕
[0367]
c:旋转轴
[0368]
e1、e2、e3、e4、e61、e62、e63、e64、e65、e66、e67、e81、e82、e83、e84、e85:轨道
[0369]
es1:区段
[0370]
h1、h2、h3、h4、h61、h62、h63、h64、h65、h66、h67、h81、h82、h83、h84、h85、h89、990:照射区域
[0371]
l1~l4:光
[0372]
f1~f4、f21~f24、f31、f41、f51、f81、f82、f83、f84、f85、f89、f94:中心轴
[0373]
θ0、θ1、θ2、θ3、θ4、θ5、θ1a、θ1b、θ2a、θ2b、θ3a、θ3b、θ4a、θ4b、θ21a、θ21b、θ22a、θ22b、θ23a、θ23b、θ24a、θ24b、θ31a、θ31b、θ41a:角度。

技术特征:
1.一种发光模块,其中,具有:第一光源单元,其具有第一光源和从所述第一光源射出的光入射的第一透镜;驱动部,其能够使所述第一透镜旋转;控制部,其与所述驱动部连动而控制所述第一光源的输出,从所述第一透镜射出的光的中心轴相对于所述第一透镜的旋转轴倾斜。2.如权利要求1所述的发光模块,其中,所述驱动部能够使所述第一透镜相对于所述第一光源旋转。3.如权利要求1所述的发光模块,其中,所述驱动部能够使所述第一光源单元旋转。4.如权利要求3所述的发光模块,其中,还具有:第二光源单元,其具有第二光源和从所述第二光源射出的光入射的第二透镜;基板,其安装有所述第一光源单元及所述第二光源单元,所述驱动部通过使所述基板旋转,而能够使所述第二光源单元与所述第一光源单元一起旋转,所述控制部与所述驱动部连动而控制所述第二光源的输出,从所述第二透镜射出的光的中心轴相对于所述旋转轴倾斜。5.如权利要求4所述的发光模块,其中,从所述第二透镜射出的光的中心轴与所述旋转轴所成的角和从所述第一透镜射出的光的中心轴与所述旋转轴所成的角不同。6.如权利要求4所述的发光模块,其中,从所述第二透镜射出的光的中心轴与所述旋转轴所成的角和从所述第一透镜射出的光的中心轴与所述旋转轴所成的角相同,从所述第一光源射出的光是白色光,从所述第二光源射出的光是色温与从所述第一光源射出的光不同的白色光。7.如权利要求4或5所述的发光模块,其中,从所述第二透镜射出光的中心轴与所述旋转轴所成的角大于从所述第一透镜射出的光的中心轴与所述旋转轴所成的角,所述第二光源的发光面的面积大于所述第一光源的发光面的面积。8.如权利要求4~7中任一项所述的发光模块,其中,所述第一光源单元和所述第二光源单元在所述基板上位于以所述旋转轴为中心的圆周上。9.如权利要求1~8中任一项所述的发光模块,其中,所述控制部根据从所述第一透镜射出的光的中心轴在轨道上的位置来控制所述第一光源的输出。10.如权利要求1~9中任一项所述的发光模块,其中,从所述第一透镜射出的光在从所述第一透镜射出的光的中心轴的轨道上被分为多个区段,所述控制部在所述多个区段中控制所述第一光源的输出。11.如权利要求1~10中任一项所述的发光模块,其中,
所述第一透镜包括对光进行全反射的全反射面,所述第一透镜具有:从所述第一光源射出的光入射的第一面、设置在所述第一面的周围的第二面、位于所述第一面的相反侧并将从所述第一面入射的光射出的第三面。12.如权利要求11所述的发光模块,其中,所述第三面相对于所述旋转轴倾斜。13.如权利要求11或12所述的发光模块,其中,所述第二面具有从所述第一透镜朝向所述第一光源的第一周缘和位于所述第一周缘的相反侧的第二周缘,连接所述第一周缘的中心和所述第二周缘的中心的线相对于所述旋转轴倾斜。14.如权利要求1~10中任一项所述的发光模块,其中,所述第一透镜是凸透镜,所述第一透镜的光轴相对于所述旋转轴倾斜。15.一种透镜,能够通过外部的驱动部以旋转轴为中心旋转,其中,能够射出具有相对于所述旋转轴倾斜的光轴的光。16.一种发光模块,其中,具有:基板;多个光源单元,其具有配置在所述基板上的多个光源、和多个透镜,该多个透镜以与所述多个光源分别成对的方式设置,并且使从所述多个光源射出的光入射;驱动部,其能够在将所述基板和所述多个光源单元固定的状态下使所述多个光源单元旋转;控制部,其能够与所述驱动部连动而控制所述多个光源各自的输出,所述多个透镜中,能够在以所述多个光源单元的旋转轴为中心的第一照射区域的轨道上照射光的透镜的数量比能够在以所述旋转轴为中心且位于所述第一照射区域的轨道的外侧的第二照射区域的轨道上照射光的透镜的数量少。

技术总结
一种发光模块及透镜。本发明的发光模块(100)具备:第一光源单元(110),其具有第一光源(111)和从第一光源射出的光入射的第一透镜(112);驱动部(160),其能够使第一透镜旋转;控制部(170),其与驱动部连动而控制第一光源的输出,从第一透镜射出的光(L1)的中心轴(f1)相对于第一透镜的旋转轴(C)倾斜。对于第一透镜的旋转轴(C)倾斜。对于第一透镜的旋转轴(C)倾斜。


技术研发人员:吉田典正
受保护的技术使用者:日亚化学工业株式会社
技术研发日:2021.12.09
技术公布日:2023/8/14
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