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JP2001356247A - Lighting equipment - Google Patents

Lighting equipment

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Publication number
JP2001356247A
JP2001356247A JP2000177477A JP2000177477A JP2001356247A JP 2001356247 A JP2001356247 A JP 2001356247A JP 2000177477 A JP2000177477 A JP 2000177477A JP 2000177477 A JP2000177477 A JP 2000177477A JP 2001356247 A JP2001356247 A JP 2001356247A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light emitting
emitting element
optical fiber
lighting device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000177477A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takao Kawashima
伯夫 川嶋
Koichi Takenaka
晃一 竹中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Rayon Co Ltd filed Critical Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority to JP2000177477A priority Critical patent/JP2001356247A/en
Publication of JP2001356247A publication Critical patent/JP2001356247A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバを用いた照明装置であって、高輝
度、低損失、安価、かつ小型の照明装置を提供する。 【解決手段】 1個以上の発光素子2を備えた光源10
と、1本以上の光ファイバ4と、光源10からの光を集
光して光ファイバ4に入射させるレンズ3と、発光素子
2を点灯させるための電源装置5を備えてなることを特
徴とする照明装置。
(57) [Problem] To provide a lighting device using an optical fiber, which has high luminance, low loss, low cost, and small size. A light source including one or more light emitting elements.
And one or more optical fibers 4, a lens 3 for condensing light from the light source 10 and entering the optical fibers 4, and a power supply device 5 for turning on the light emitting element 2. Lighting equipment.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを用い
た照明装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lighting device using an optical fiber.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、半導体、液晶、フィルムなどの
製造の分野においては、製品の良否を判定するために、
CCDカメラおよびコンピュータ等を用いた画像処理に
よる検査や、検査員の目視による検査を行っている。こ
のような検査を行う場合には、撮像や目視の際に、製品
に対して高輝度の均一な照明を行う必要があり、例え
ば、光ファイバと光源装置からなる照明装置が好適に用
いられる。光ファイバを用いた照明装置は、基本的に光
源装置からの光を、光ファイバの一方の端部の入射端面
に入射し、他方の端部の出射面から光を照射するように
構成されている。このような光ファイバを用いた照明装
置は、発光部が光ファイバの出射端面からなるので比較
的小さく、また光ファイバを自在に曲げることができる
ので、照明の対象物(被照明物)の近くに発光部を配し
て近距離から照明を行うことができるとともに、光源装
置の設置場所の自由度が高く、操作やメンテナンスが容
易な場所に設置できる等の利点がある。ところで、この
ような光ファイバを用いた照明装置を構成する光源装置
としては、例えばハロゲンランプ、高輝度放電ランプ、
LED(Light Emitting Diode;発光ダイオード)等か
らなる発光体を備えたものが用いられる。これらの発光
体の中でもLEDは長寿命であり、発光に伴う発熱も少
ないので光源装置を構成するうえで好ましいが、1個当
たりの光量が小さいため複数個のLEDを集めて一つの
発光体を構成する場合が多い。
2. Description of the Related Art For example, in the field of manufacturing semiconductors, liquid crystals, films, etc., in order to judge the quality of products,
Inspection by image processing using a CCD camera, a computer, and the like, and inspection by the inspector's eyes are performed. In the case of performing such an inspection, it is necessary to perform high-intensity uniform illumination on the product at the time of imaging or visual observation. For example, an illumination device including an optical fiber and a light source device is preferably used. A lighting device using an optical fiber is basically configured so that light from a light source device is incident on an incident end surface at one end of the optical fiber and is emitted from an emission surface at the other end. I have. The lighting device using such an optical fiber is relatively small since the light emitting portion is formed by the emission end face of the optical fiber, and can bend the optical fiber freely, so that it is close to the object to be illuminated (the object to be illuminated). There is an advantage that the light source can be illuminated from a short distance by arranging the light source unit at a short distance, and that the light source device can be installed in a place where the operation and maintenance are easy, since the degree of freedom is high. By the way, as a light source device constituting a lighting device using such an optical fiber, for example, a halogen lamp, a high-intensity discharge lamp,
A device provided with a light emitting body such as an LED (Light Emitting Diode) is used. Among these light emitters, LEDs have a long life and generate less heat due to light emission, which is preferable in forming a light source device. However, since the amount of light per light is small, a plurality of LEDs are collected to form one light emitter. Often configured.

【0003】しかしながら、必要な発光量を確保するた
めに多数個のLEDを並べて発光体を構成すると、発光
体における発光面積が大きくなるため、発光体から発光
される光を、比較的小径である光ファイバ端面に効率良
く入射させるのが難しいという問題があった。そこで、
例えば特開平11−219608号公報には、図3に示
すように、平面上に並べられた多数個のLED21から
発光される光を、周面がテーパ状となっている略円錐台
形の集光部材22で集光して、光ファイバ23に入射さ
せる構成が記載されている。また、特開平7−2125
37号公報には、複数個のLEDを積分球内に配置し、
ここから発光される光を積分球内で反射して光ファイバ
の入射端面に集光する構成が記載されている。
However, if a light emitting body is formed by arranging a large number of LEDs in order to secure a necessary light emitting amount, the light emitting area of the light emitting body becomes large, so that light emitted from the light emitting body has a relatively small diameter. There is a problem that it is difficult to make the light efficiently enter the end face of the optical fiber. Therefore,
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-219608 discloses that, as shown in FIG. 3, light emitted from a large number of LEDs 21 arranged on a plane is condensed into a substantially frustoconical shape having a tapered peripheral surface. A configuration in which the light is condensed by the member 22 and made incident on the optical fiber 23 is described. Also, JP-A-7-2125
No. 37 discloses that a plurality of LEDs are arranged in an integrating sphere,
There is described a configuration in which light emitted from this is reflected in an integrating sphere and condensed on an incident end face of an optical fiber.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図3に
示すような略円錐台形の集光部材22を用いる場合に
は、LED21の数をさらに増やして高輝度の照明光を
得ようとする際の対応が難しいという問題があった。す
なわち、LED21の数を増やすと発光面積が広くなる
ので、略円錐台形の集光部材22を用いて光ファイバ2
3の入射端面に集光するためには、図4に示すように集
光部材22の周面のテーパ角度を大きくして発光面積の
拡大に対応するか、あるいは図5に示すように、周面の
テーパ角度はそのままで集光部材22の光軸方向の長さ
を長くしてLED21の発光面積の拡大に対応する必要
がある。しかしながら、図4に示すように周面のテーパ
角度を大きくすると、周面での光の反射角度が大きくな
って光の伝送効率が下がるという問題や、集光部材22
の出射NA(開口数)が光ファイバ23の入射NAより大
きくなってしまい、そのため集光部材22と光ファイバ
23との結合損失が大きくなるという問題が生じる。一
方、図5に示すように集光部材22の長さを長くする
と、光が集光部材22内を伝送される距離が長くなるの
で伝送効率が下がるという問題や、光源装置の寸法が大
きくなるという問題が生じる。さらに、集光部材22
は、高い透明度や研磨加工を必要とする比較的高価なも
のであり、このような集光部材22の体積が増えること
はコストの増加を招くという問題もある。一方、積分球
を用いて集光する方法においては、積分球内での損失が
大きく十分な光量が得られない問題や、積分球が高価で
大きく衝撃に弱い等の問題がある。
However, in the case of using a light collecting member 22 having a substantially frusto-conical shape as shown in FIG. 3, when the number of LEDs 21 is further increased to obtain high-luminance illumination light. There was a problem that it was difficult to respond. That is, since the light emitting area increases as the number of the LEDs 21 increases, the optical fiber 2
In order to converge light on the incident end face of No. 3, the taper angle of the peripheral surface of the condensing member 22 is increased as shown in FIG. 4 to cope with an increase in the light emitting area, or as shown in FIG. It is necessary to increase the light emitting area of the LED 21 by increasing the length of the light collecting member 22 in the optical axis direction while keeping the taper angle of the surface unchanged. However, as shown in FIG. 4, when the taper angle of the peripheral surface is increased, the angle of reflection of light on the peripheral surface is increased and the light transmission efficiency is reduced.
Has a larger output NA (numerical aperture) than the incident NA of the optical fiber 23, which causes a problem that the coupling loss between the light condensing member 22 and the optical fiber 23 increases. On the other hand, when the length of the light collecting member 22 is increased as shown in FIG. 5, the distance over which the light is transmitted in the light collecting member 22 is increased, so that the transmission efficiency is reduced and the size of the light source device is increased. The problem arises. Further, the light collecting member 22
Is relatively expensive which requires high transparency and polishing, and there is also a problem that an increase in the volume of the light condensing member 22 causes an increase in cost. On the other hand, the method of condensing light by using an integrating sphere has a problem that the loss in the integrating sphere is so large that a sufficient amount of light cannot be obtained, and that the integrating sphere is expensive and large and is vulnerable to impact.

【0005】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、高輝度、低損失、安価、かつ小型の照明装置を
提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to provide a high-luminance, low-loss, inexpensive, and compact lighting device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の照明装置は、1個以上の発光素子を備えた
光源と、1本以上の光ファイバと、前記光源からの光を
集光して前記光ファイバに入射させるレンズと、前記発
光素子を点灯させるための電源装置を備えてなることを
特徴とする。前記発光素子が発光ダイオードまたはレー
ザダイオードのいずれかであることが好ましい。前記発
光ダイオードとして、出射光の指向角度が25度以下の
砲弾型発光ダイオードを用いることが好ましい。前記レ
ンズとしてフレネルレンズを用いることが好ましい。前
記光ファイバとしてプラスチック光ファイバを用いるこ
とが好ましい。前記電源装置には定電流回路を設けるこ
とが好ましい。前記電源装置が、さらに前記定電流回路
における電流値を調整する電流調整回路を備えてなるこ
とが好ましい。前記光源が、発光波長が異なる複数の発
光素子を備えてなることが好ましい。
In order to solve the above-mentioned problems, a lighting device according to the present invention comprises a light source having one or more light-emitting elements, one or more optical fibers, and light from the light source. It is characterized by comprising a lens for condensing light and entering the optical fiber, and a power supply device for turning on the light emitting element. It is preferable that the light emitting element is one of a light emitting diode and a laser diode. As the light emitting diode, it is preferable to use a shell type light emitting diode in which the directional angle of emitted light is 25 degrees or less. It is preferable to use a Fresnel lens as the lens. It is preferable to use a plastic optical fiber as the optical fiber. It is preferable that the power supply device includes a constant current circuit. It is preferable that the power supply device further includes a current adjustment circuit that adjusts a current value in the constant current circuit. It is preferable that the light source includes a plurality of light emitting elements having different emission wavelengths.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】図1は本発明の照明装置の一実施
形態を示した概略構成図である。図中符号2は発光素
子、3はレンズ、4は光ファイバ、5は電源装置、10
は光源をそれぞれ示す。本実施形態において、光源10
は基板1上に複数の発光素子2を実装して構成されてい
る。発光素子2は、図2に示すように、平面略正六角形
状となるように基板1上に互いに隣接して配列されてい
る。発光素子2としては、LEDやレーザダイオード
(Laser Diode、以下LDと略記することもある)が好
適に用いられる。本発明において、発光素子2はその指
向角度が25度以下であるものが好ましく、LEDの中
でも、指向角度25度以下の砲弾型のLED、反射鏡付
きLEDが好ましく、特に砲弾型のLEDは比較的小型
で発光量も大きいのでより好ましい。LDも指向角度が
25度以下と小さく、比較的小型で発光量も大きいので
好適である。ここで、発光素子の指向角度とは発光素子
の光軸と、出射光とがなす角度の最大値をいう。発光素
子2の指向角度が25度以下であると、光源10からの
出射光が略平行光となるのでレンズ3によって効率良く
集光して低損失で光ファイバ4に入射することができ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a lighting device according to the present invention. In the figure, reference numeral 2 denotes a light emitting element, 3 denotes a lens, 4 denotes an optical fiber, 5 denotes a power supply device, 10
Indicates a light source. In the present embodiment, the light source 10
Is configured by mounting a plurality of light emitting elements 2 on a substrate 1. The light emitting elements 2 are arranged adjacent to each other on the substrate 1 so as to have a substantially regular hexagonal shape as shown in FIG. As the light emitting element 2, an LED or a laser diode (Laser Diode, sometimes abbreviated as LD hereinafter) is preferably used. In the present invention, it is preferable that the light emitting element 2 has a directivity angle of 25 degrees or less, and among the LEDs, a bullet-type LED or a LED with a reflecting mirror with a directivity angle of 25 degrees or less is preferable. It is more preferable because it is very small and has a large light emission amount. LDs are also preferable because they have a small directivity angle of 25 degrees or less, are relatively small, and emit a large amount of light. Here, the directivity angle of the light emitting element refers to the maximum value of the angle between the optical axis of the light emitting element and the emitted light. If the directivity angle of the light emitting element 2 is 25 degrees or less, the light emitted from the light source 10 becomes substantially parallel light, so that the light can be efficiently collected by the lens 3 and incident on the optical fiber 4 with low loss.

【0008】レンズ3は、光源10の発光面、すなわち
基板1上に実装された発光素子2に対向して配置されて
おり、光源10から出射された光を集光する。レンズ3
は、その有効面積が、光源10における発光面積、すな
わち基板1上において発光素子2が実装されている面積
よりも大きいものが用いられる。レンズ3の有効面積は
光源の発光面積と同じか若干大きいことが好ましい。レ
ンズ3の中心軸上には光ファイバ4の入射端面4aが配
置されており、レンズ3によって集光された光がこの入
射端面4aに入射されるように構成されている。レンズ
3としては、光源10からの出射光を光ファイバ4の入
射端面4aに集光可能であれば、任意の形状のものを用
いることができ、例えばフレネルレンズや凸レンズ等が
使用可能である。特にフレネルレンズは薄型であり、比
較的安価でもあるので好ましい。
The lens 3 is disposed so as to face the light emitting surface of the light source 10, that is, the light emitting element 2 mounted on the substrate 1, and collects light emitted from the light source 10. Lens 3
A light emitting element whose effective area is larger than the light emitting area of the light source 10, that is, the area where the light emitting element 2 is mounted on the substrate 1 is used. The effective area of the lens 3 is preferably equal to or slightly larger than the light emitting area of the light source. An incident end face 4a of the optical fiber 4 is disposed on the central axis of the lens 3, and the light condensed by the lens 3 is incident on the incident end face 4a. As the lens 3, any shape can be used as long as the light emitted from the light source 10 can be focused on the incident end face 4a of the optical fiber 4, and for example, a Fresnel lens or a convex lens can be used. Fresnel lenses are particularly preferred because they are thin and relatively inexpensive.

【0009】光ファイバ4は、光伝送機能を有するもの
であれば任意の構成のものが使用可能であり、例えば1
本の光ファイバからなる単心線でもよく、複数本の光フ
ァイバを集合してなる光ファイバケーブルでもよい。ま
た光ファイバ4の材質は特に限定されず、ガラス系やプ
ラスチック系のものを用いることができるが、特にプラ
スチック光ファイバは、安価であり、可撓性も良好であ
るので好ましい。
The optical fiber 4 may have any configuration as long as it has an optical transmission function.
The optical fiber cable may be a single-core wire composed of a plurality of optical fibers or an optical fiber cable formed by assembling a plurality of optical fibers. The material of the optical fiber 4 is not particularly limited, and a glass-based or plastic-based material can be used. In particular, a plastic optical fiber is preferable because it is inexpensive and has good flexibility.

【0010】光源10を構成する発光素子2に電気的に
接続して電源装置5が設けられている。電源装置5には
少なくとも発光素子2に電流を流して発光素子2を点灯
させるための回路が設けられており、好ましくは定電流
回路が設けられている。定電流回路によって発光素子2
に定電流を流して点灯させれば、発光素子2の発光量の
経時的変動が防止され、光源10の出射光量が安定する
ので、輝度が一定の照明光が得られる。また、電源装置
5に定電流回路を設けるとともに、該定電流回路におけ
る電流値を調整する電流調整回路を設けることが好まし
い。電流調整回路を設けることにより、発光素子2に流
れる電流値を制御することが可能となり、これにより発
光素子2を消灯状態から、最大光量で点灯している状態
まで制御することが可能となる。発光素子2への電流値
が0mAのとき消灯状態となる。発光素子2へ流す電流
の上限は、発光素子2の定格によって定められている最
大消費電力によって決まる。また電流調整回路を設ける
ことにより、発光素子2に連続的に電流が流れる直流電
流と、発光素子2に断続的に電流が流れるパルス電流と
を、必要に応じて切り替えることが可能となる。発光素
子2にパルス電流を流せば、例えば被照明物を撮影する
タイミング(撮影周期)に合わせて、撮影時のみ点灯さ
せることもできる。
A power supply device 5 is provided so as to be electrically connected to the light emitting element 2 constituting the light source 10. The power supply device 5 is provided with a circuit for turning on the light emitting element 2 by supplying a current to the light emitting element 2 at least, and is preferably provided with a constant current circuit. Light emitting element 2 by constant current circuit
When a constant current is applied to the light-emitting element to turn on the light-emitting element 2, the light-emitting element 2 is prevented from fluctuating with time and the light-emitting light quantity from the light source 10 is stabilized. In addition, it is preferable that a constant current circuit be provided in the power supply device 5 and a current adjustment circuit that adjusts a current value in the constant current circuit be provided. By providing the current adjustment circuit, it is possible to control the value of the current flowing through the light emitting element 2, thereby controlling the light emitting element 2 from a light-off state to a light-on state with the maximum light amount. When the current value to the light emitting element 2 is 0 mA, the light is turned off. The upper limit of the current flowing to the light emitting element 2 is determined by the maximum power consumption determined by the rating of the light emitting element 2. Further, by providing the current adjustment circuit, it is possible to switch between a DC current in which a current continuously flows through the light emitting element 2 and a pulse current in which a current flows intermittently through the light emitting element 2 as necessary. If a pulse current is applied to the light emitting element 2, it can be turned on only at the time of photographing, for example, in synchronization with the timing of photographing the illuminated object (imaging cycle).

【0011】このような構成の照明装置を用いて照明を
行うには、まず電源装置5により発光素子2に電流を流
して発光素子2を発光させることによって、光源10を
点灯させる。発光素子2の発光量は電流値に応じて増減
する。光源10からの出射光はレンズ2に入射され、レ
ンズ2の焦点に向かって集光されるので、レンズ2から
出射される光の光路上に光ファイバ4の入射端面4aを
配しておくことにより、集光された光が光ファイバ4に
入射される。入射された光は光ファイバ4内を伝送され
て光ファイバ4の出射端面4bから出射されるので、こ
の光ファイバ4からの出射光を照明光として被照明物に
照射する。
In order to illuminate using the illuminating device having such a configuration, first, the light source 10 is turned on by causing the power supply device 5 to supply a current to the luminous element 2 to cause the luminous element 2 to emit light. The light emission amount of the light emitting element 2 increases and decreases according to the current value. Since the light emitted from the light source 10 enters the lens 2 and is collected toward the focal point of the lens 2, the incident end face 4 a of the optical fiber 4 should be arranged on the optical path of the light emitted from the lens 2. As a result, the collected light is incident on the optical fiber 4. Since the incident light is transmitted through the optical fiber 4 and is emitted from the emission end face 4b of the optical fiber 4, the light emitted from the optical fiber 4 is illuminated on the object to be illuminated as illumination light.

【0012】本実施形態の照明装置によれば、基板1上
に実装された多数の発光素子2からの出射光を、レンズ
3を用いて集光するので、短距離で集光させることが可
能であり、光の損失が少なく、また照明装置を小型に構
成することができる。またレンズ3は比較的安価あるの
で、コストが低く抑えられる。また発光素子2の数が増
加した場合でも、レンズ3の有効面積を大きくすること
によって容易に対応することができ、発光素子2の数の
増加に伴って光の損失が増大することもないので、高輝
度の照明光を効率良く得ることができる。
According to the illuminating device of the present embodiment, the light emitted from the large number of light emitting elements 2 mounted on the substrate 1 is condensed by using the lens 3, so that the light can be condensed in a short distance. Therefore, the loss of light is small, and the lighting device can be made compact. Since the lens 3 is relatively inexpensive, the cost can be kept low. In addition, even when the number of light emitting elements 2 increases, it is possible to easily cope with the problem by increasing the effective area of the lens 3, and the loss of light does not increase as the number of light emitting elements 2 increases. In addition, high-luminance illumination light can be efficiently obtained.

【0013】また電源装置5に定電流回路を設け、発光
素子2を定電流回路で点灯させることにより、発光素子
2の発光量の変動が防止されるので、輝度の安定性に優
れた照明光が得られる。また電源装置5に電流調整回路
を設け、発光素子2に流す電流値を調整できるようにす
ることによって、発光素子2の点滅だけでなく発光素子
2の発光量を調整することが可能となり、照明光の明る
さを自在に制御することができる。さらに、電流調整回
路によって定電流回路から発光素子2へ所定の周期のパ
ルス電流が流れるように制御することも可能であり、こ
のようにして発光素子2をパルス点灯させれば、被照明
物への照明光を、被照明物を撮影する撮影周期にタイミ
ングを合わせてパルス点灯させることができる。また、
発光素子2の定格により発光素子2の最大消費電力は決
まっているが、例えば連続して直流順電流を流す場合に
比べて、パルス順電流を流す場合は消灯時に電力を消費
しない分だけより大きい順電流を流すことが可能であ
る。したがって、電流調整回路を用いて発光素子2をパ
ルス点灯させることにより、より明るい照明光を得るこ
とが可能となる。
Further, since a constant current circuit is provided in the power supply device 5 and the light emitting element 2 is lit by the constant current circuit, fluctuations in the amount of light emitted from the light emitting element 2 are prevented, so that illumination light having excellent luminance stability is provided. Is obtained. In addition, by providing a current adjusting circuit in the power supply device 5 so as to adjust the value of the current flowing through the light emitting element 2, it is possible to adjust not only the blinking of the light emitting element 2 but also the light emission amount of the light emitting element 2. The brightness of light can be controlled freely. Further, it is possible to control the pulse current of a predetermined cycle from the constant current circuit to the light emitting element 2 by the current adjusting circuit. Of the illumination light can be pulse-lit in synchronization with the imaging cycle of imaging the object to be illuminated. Also,
Although the maximum power consumption of the light emitting element 2 is determined by the rating of the light emitting element 2, when the pulse forward current is passed, for example, it is larger than that when the DC forward current is continuously passed because the power is not consumed when the light is turned off. It is possible to pass a forward current. Therefore, brighter illumination light can be obtained by pulsing the light emitting element 2 using the current adjustment circuit.

【0014】また、本発明の他の実施形態として、発光
波長が異なる複数種の発光素子2を用いて光源10を構
成することが好ましい。この場合、各波長の発光素子毎
に、あるいは個々の発光素子毎に、それぞれ定電流回路
および電流調整回路を設けて、各波長の光の発光量をそ
れぞれ制御できるように構成することが好ましい。この
ように構成することにより、光ファイバ4から出射され
る照明光の色を任意に変化させることが可能となる。
Further, as another embodiment of the present invention, it is preferable that the light source 10 be constituted by using a plurality of types of light emitting elements 2 having different emission wavelengths. In this case, it is preferable that a constant current circuit and a current adjusting circuit are provided for each light emitting element of each wavelength or for each light emitting element, so that the amount of emitted light of each wavelength can be controlled. With such a configuration, the color of the illumination light emitted from the optical fiber 4 can be arbitrarily changed.

【0015】なお上記実施形態では、複数の発光素子2
が実装されている面(実装面)は平面であったが、実装
面の形状は任意であり、基板1の形状は適宜変更可能で
ある。また基板1上における発光素子2の配列形状およ
び数も適宜変更可能である。そして、発光素子1の実装
形態はレンズ3の形状に応じて変更することが好まし
く、基板1上における発光素子2の配列形状とレンズ3
の形状とが略同一であり、複数の発光素子2ができるだ
け隙間がないように密に配列されている配列形態が、光
源を小型化しつつ明るい照明光を効率良く得るうえで好
ましい。
In the above embodiment, the plurality of light emitting elements 2
Although the surface (mounting surface) on which is mounted is a flat surface, the shape of the mounting surface is arbitrary, and the shape of the substrate 1 can be changed as appropriate. The arrangement and number of the light emitting elements 2 on the substrate 1 can be changed as appropriate. The mounting form of the light emitting element 1 is preferably changed according to the shape of the lens 3.
And a plurality of light emitting elements 2 are preferably arranged in a dense manner so that there is as little space as possible, in order to efficiently obtain bright illumination light while reducing the size of the light source.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例を示す。 (実施例1)発光素子2として、直径3mm〜5mmの
砲弾型LED(指向角度=25度以下)を用いて図1に
示す照明装置を構成した。すなわち、図2に示すよう
に、半径30mmの円形の基板1上に発光波長が同一で
ある複数個のLEDを隙間無く並べて実装し、光源10
を構成した。また、半径30mm、焦点距離20mm〜
40mmのフレネルレンズ3を基板1と同軸となるよう
に、LEDと対向させて配置した。フレネルレンズ3の
中心軸上の焦点位置付近に光ファイバ4の入射端面4a
を、フレネルレンズ3の中心軸と入射端面4aとが垂直
になるように配置した。電源装置5の定電流回路により
LEDに直流順電流を流すとともに、電流調整回路によ
りLED一個当たりの電流値を0mA〜100mAまで
調整してLEDの発光量を調整したところ、光ファイバ
4の出射端4bからは単波長の照明光が出射され、電流
値に応じて照明光の明るさが変化した。電流値が0mA
のときは消灯状態であった。
Embodiments of the present invention will be described below. (Example 1) The lighting device shown in FIG. 1 was configured using a shell-type LED (directivity angle = 25 degrees or less) having a diameter of 3 mm to 5 mm as the light emitting element 2. That is, as shown in FIG. 2, a plurality of LEDs having the same emission wavelength are mounted side by side on a circular substrate 1 having a radius of 30 mm without any gap, and a light source 10 is mounted.
Was configured. Also, radius 30mm, focal length 20mm ~
A 40 mm Fresnel lens 3 was arranged opposite to the LED so as to be coaxial with the substrate 1. Near the focal position on the central axis of the Fresnel lens 3, the incident end face 4a of the optical fiber 4
Are arranged such that the central axis of the Fresnel lens 3 and the incident end face 4a are perpendicular to each other. When a DC forward current is applied to the LED by the constant current circuit of the power supply device 5 and the current value per LED is adjusted from 0 mA to 100 mA by the current adjustment circuit to adjust the light emission amount of the LED, the emission end of the optical fiber 4 4b emitted illumination light of a single wavelength, and the brightness of the illumination light changed according to the current value. Current value is 0 mA
At the time, the light was turned off.

【0017】(実施例2)上記実施例1において、複数
のLEDとして、発光波長が異なるもの、すなわち赤色
発光のLED、緑色発光のLED、青色発光のLEDを
それぞれ複数個用いるとともに、各色毎に定電流回路お
よび電流値調整回路を設けたほかは同様にして照明装置
を構成した。基板1上におけるLEDの配列形態は、同
じ発光色のLEDどうしが隣り合わないように規則的に
配列し、例えばカラーフィルター等でいうところのモザ
イク配列パターンとした。各定電流回路によりLEDに
直流順電流を流すとともに、各電流調整回路によりLE
D一個当たりの電流値を0mA〜100mAまでの間で
それぞれ調整して各色のLEDの発光量を調整したとこ
ろ、各色のLEDにおける電流値の大きさの比に応じ
て、光ファイバ4の出射端4bから出射される照明光の
色が変化した。
(Embodiment 2) In the first embodiment, a plurality of LEDs having different emission wavelengths, that is, a plurality of LEDs emitting red light, LEDs emitting green light, and LEDs emitting blue light are used as the plurality of LEDs. The lighting device was constructed in the same manner except that a constant current circuit and a current value adjusting circuit were provided. The arrangement of the LEDs on the substrate 1 is regularly arranged so that LEDs of the same emission color are not adjacent to each other, for example, a mosaic arrangement pattern referred to as a color filter or the like. A DC forward current is supplied to the LED by each constant current circuit, and LE is controlled by each current adjustment circuit.
When the light emission amount of each color LED was adjusted by adjusting the current value per D from 0 mA to 100 mA, the emission end of the optical fiber 4 was adjusted according to the ratio of the magnitude of the current value in each color LED. The color of the illumination light emitted from 4b has changed.

【0018】(実施例3)上記実施例1において、発光
素子2としてLDを用いたほかは同様にして照明装置を
構成した。電源装置5の定電流回路によりLDに直流順
電流を流すとともに、電流調整回路によりLD一個当た
りの電流値を0mA〜100mAまで調整してLDの発
光量を調整したところ、光ファイバ4の出射端4bから
は単波長の照明光が出射され、電流値に比例して照明光
の明るさが変化した。電流値が0mAのときは消灯状態
であった。
(Example 3) A lighting device was constructed in the same manner as in Example 1 except that an LD was used as the light emitting element 2. When a DC forward current is supplied to the LD by the constant current circuit of the power supply device 5 and the current value per LD is adjusted from 0 mA to 100 mA by the current adjustment circuit to adjust the light emission amount of the LD, the emission end of the optical fiber 4 is obtained. 4b emitted single-wavelength illumination light, and the brightness of the illumination light changed in proportion to the current value. When the current value was 0 mA, the light was turned off.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明によれば、1個以上の発光素子を
備えた光源と、1本以上の光ファイバと、前記光源から
の光を集光して前記光ファイバに入射させるレンズと、
前記発光素子を点灯させるための電源装置を設けて照明
装置を構成することにより、高輝度、低損失、安価、小
型な照明装置が実現できる。また本発明の照明装置は、
照明光の出射部が光ファイバ端面からなるので比較的小
さく、また光ファイバを自在に曲げることができるの
で、被照明物の近くに出射部を配して近距離から照明を
行うことができるとともに、光源の設置場所の自由度が
高く、操作やメンテナンスが容易な場所に設置できる等
の利点も有する。
According to the present invention, a light source including one or more light emitting elements, one or more optical fibers, a lens for condensing light from the light source and making the light incident on the optical fibers,
By providing a power supply device for lighting the light-emitting element to constitute a lighting device, a high-luminance, low-loss, inexpensive, and compact lighting device can be realized. Further, the lighting device of the present invention,
Since the emission part of the illumination light is composed of the end face of the optical fiber, it is relatively small, and the optical fiber can be bent freely, so that the emission part can be arranged near the illuminated object to perform illumination from a short distance. Also, there is an advantage that the light source can be installed in a place where the degree of freedom of the light source is high and the operation and maintenance are easy.

【0020】本発明における発光素子としては、発光ダ
イオードまたはレーザダイオードが好ましく、特に発光
素子の指向角度が25度以下であると、光源からの出射
光が略平行光となるのでレンズによって効率良く集光し
て低損失で光ファイバに入射することができるので好ま
しい。レンズとしては、フレネルレンズが比較的小型で
あり安価でもあるので特に好ましい。光ファイバとして
は、プラスチック光ファイバが安価であり、可撓性も良
好であるので特に好ましい。
The light emitting element in the present invention is preferably a light emitting diode or a laser diode. In particular, when the directional angle of the light emitting element is 25 degrees or less, the light emitted from the light source becomes substantially parallel light, so that the light is efficiently collected by the lens. It is preferable because light can be incident on the optical fiber with low loss. As a lens, a Fresnel lens is particularly preferable because it is relatively small and inexpensive. As the optical fiber, a plastic optical fiber is particularly preferable because it is inexpensive and has good flexibility.

【0021】また、電源装置に定電流回路を設け、発光
素子に定電流を流して点灯させることにより、発光素子
の発光量の変動が防止され照明光の輝度が安定する。さ
らに、電源装置に電流調整回路を設けることにより、発
光素子に流れる電流値を制御することが可能となり、こ
れにより発光素子の発光量を調整して照明光の輝度を制
御することが可能となる。また、発光素子にパルス電流
を流してパルス点灯させることも可能となる。また、単
波長の発光素子を用いれば、半値幅の狭い単色の照明光
を得ることができ、発光波長が異なる複数の発光素子を
用いれば、任意の色の照明光を得ることができる。
Further, by providing a constant current circuit in the power supply device and supplying a constant current to the light emitting element and lighting the light emitting element, fluctuation of the light emission amount of the light emitting element is prevented, and the luminance of the illumination light is stabilized. Further, by providing a current adjusting circuit in the power supply device, it is possible to control the value of the current flowing through the light emitting element, thereby adjusting the amount of light emitted from the light emitting element and controlling the luminance of the illumination light. . In addition, pulsed lighting can be performed by supplying a pulse current to the light emitting element. When a single-wavelength light-emitting element is used, monochromatic illumination light with a narrow half-value width can be obtained, and when a plurality of light-emitting elements with different emission wavelengths are used, illumination light of any color can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の照明装置の一実施形態を示す概略構成
図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a lighting device of the present invention.

【図2】図1の照明装置における発光素子の配列を示す
平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing an arrangement of light emitting elements in the lighting device of FIG.

【図3】従来の照明装置の例を示す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a conventional lighting device.

【図4】従来の照明装置の例を示す概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional lighting device.

【図5】従来の照明装置の例を示す概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a conventional lighting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・基板、2・・・発光素子、3・・・レンズ、4・・・光ファ
イバ、5・・・電源装置、10・・・光源。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate, 2 ... Light emitting element, 3 ... Lens, 4 ... Optical fiber, 5 ... Power supply device, 10 ... Light source.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // F21Y 101:02 F21S 1/02 G Fターム(参考) 2H037 BA03 CA12 5F041 AA04 AA47 BB32 DA82 DB01 DC83 DC84 EE01 EE04 EE11 FF11 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (reference) // F21Y 101: 02 F21S 1/02 G F term (reference) 2H037 BA03 CA12 5F041 AA04 AA47 BB32 DA82 DB01 DC83 DC84 EE01 EE04 EE11 FF11

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1個以上の発光素子を備えた光源と、1
本以上の光ファイバと、前記光源からの光を集光して前
記光ファイバに入射させるレンズと、前記発光素子を点
灯させるための電源装置を備えてなることを特徴とする
照明装置。
A light source having at least one light emitting element;
A lighting device comprising: at least one optical fiber; a lens for condensing light from the light source to be incident on the optical fiber; and a power supply device for turning on the light emitting element.
【請求項2】 前記発光素子が発光ダイオードまたはレ
ーザダイオードのいずれかであることを特徴とする請求
項1記載の照明装置。
2. The lighting device according to claim 1, wherein the light emitting element is one of a light emitting diode and a laser diode.
【請求項3】 前記発光ダイオードとして、出射光の指
向角度が25度以下の砲弾型発光ダイオードを用いてな
ることを特徴とする請求項2記載の照明装置。
3. The lighting device according to claim 2, wherein a shell-type light emitting diode having a directivity angle of emitted light of 25 degrees or less is used as said light emitting diode.
【請求項4】 前記レンズとしてフレネルレンズを用い
てなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に
記載の照明装置。
4. The lighting device according to claim 1, wherein a Fresnel lens is used as the lens.
【請求項5】 前記光ファイバとしてプラスチック光フ
ァイバを用いてなることを特徴とする請求項1〜4のい
ずれか一項に記載の照明装置。
5. The lighting device according to claim 1, wherein a plastic optical fiber is used as the optical fiber.
【請求項6】 前記電源装置が定電流回路を備えている
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の
照明装置。
6. The lighting device according to claim 1, wherein the power supply device includes a constant current circuit.
【請求項7】 前記電源装置が、さらに前記定電流回路
における電流値を調整する電流調整回路を備えてなるこ
とを特徴とする請求項6記載の照明装置。
7. The lighting device according to claim 6, wherein the power supply device further includes a current adjusting circuit for adjusting a current value in the constant current circuit.
【請求項8】 前記光源が、発光波長が異なる複数の発
光素子を備えてなることを特徴とする請求項1〜7のい
ずれか一項に記載の照明装置。
8. The lighting device according to claim 1, wherein the light source includes a plurality of light emitting elements having different emission wavelengths.
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